一、工作原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門渦街，如圖(一)所示。
圖(一)
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕
式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)
V－流體的平均流速
d－柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應(yīng)匹配電路，即可構(gòu)成電容檢測式渦街流量/傳感器或壓電檢測式渦街流量傳感器
圖（二）
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。
Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m³）。
M=質(zhì)量流量
Q＝體積流量（m³/h）
ρ=介質(zhì)密度（kg/m³）
F=頻率Hz
二、主要技術(shù)指標(biāo)
表(一)
測量介質(zhì) | 液體、氣體、蒸汽（單相介質(zhì)或可以認(rèn)為是單相的介質(zhì)） | |
飽和蒸汽在干度≥85%時，可以認(rèn)為是單相介質(zhì) | ||
介質(zhì)溫度(℃) | -40～+300； 350～450（電容式，協(xié)議訂貨） | |
介質(zhì)壓力 | 1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa ≥4.0Mpa的規(guī)格協(xié)議訂貨 | |
允許振動加速度 | 電容式傳感器:1.0～2.0g 壓電式傳感器：≤0.2g | |
不確定度 | 1.0級 1.5級 2.5級 | |
量程比 | 8:1 10:1 15:1 | |
流量范圍 | 液體：0.35~7.0m/s 氣體：5.0~60.0m/s 蒸汽：6.0~70.0m/s | |
規(guī) 格 | 滿管式 | 法蘭卡裝式規(guī)格為DN15-DN300 |
插入式 | DN200-DN1500（超過DN1500可特殊訂貨） | |
材 質(zhì) | 304，其他材質(zhì)協(xié)議訂貨 | |
雷 諾 數(shù) | 正常2×10³~7*10 擴(kuò)展1*10~7*10 | |
阻力系數(shù) | 滿管式Cd≤2.6 | |
防護(hù)等級 | 普通型：IP65 潛水型：IP68 | |
防爆等級 | 本質(zhì)安全型：EX（ia）ⅡCT2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5 | |
環(huán)境條件 | 環(huán)境溫度 | -40℃~+55℃（非防爆場所） -25℃~+55℃（防爆場所） |
相對濕度 | ≤90% | |
大氣壓力 | 86~106kPa | |
供電電源 | 脈沖型12VDC～ +24VDC 電流型 12VDC～+24VDC 4-20mA 電池供電3.6V | |
輸出信號 | 頻率脈沖信號2~3000Hz 低電平≤1V 高電平≥5V | |
二線制4-20mA信號 防爆型負(fù)載≤300Ω 非防爆型負(fù)載≤500Ω | ||
三、傳感器的選型
3.1．尊敬的用戶，當(dāng)您要選用產(chǎn)品時，請仔細(xì)閱讀選型樣本，并做好以下工作：
1．認(rèn)真核對被測介質(zhì)的工況條件：溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。
2．認(rèn)真核對被測介質(zhì)的使用流量范圍，特別是zui小流量值以zui終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。
3．確定儀表的安裝地點(diǎn)，保證直管段，并為儀表的安裝維護(hù)創(chuàng)造好的環(huán)境條件。
3.2．渦街流量儀表選型表（符合JB/T9249-1999標(biāo)準(zhǔn)）
1．傳感器選型表
JD-LUGB/E系列渦街流量儀表選型表
型 譜 | 說 明 | |||||||||
JD-LU |
| 渦街流量儀表 | ||||||||
G |
| 傳感器 | ||||||||
檢測 方式 |
| B |
| 壓電式傳感器 | ||||||
E |
| 電容式傳感器 | ||||||||
連接方式 |
| 1 | 僅對滿管型 | 法蘭連接型 | ||||||
2 | 僅對滿管型 | 法蘭卡裝型 | ||||||||
3 | 僅對插入型 | 簡易插入型 | ||||||||
4 | 僅對插入型 | 球閥插入型 | ||||||||
測量介質(zhì) |
| 2 |
|
| 液體 | |||||
3 |
|
| 氣體 | |||||||
4 |
|
| 蒸汽 | |||||||
公稱通徑 |
| 02 … 30 |
| DN25 … 單位：mm DN300 | ||||||
使用環(huán)境 | P |
| 普通型 | |||||||
B |
| 防爆型 | ||||||||
輸出信號 |
| 1 |
| 脈沖輸出 | ||||||
2 |
| 4～20mA電流輸出，液晶顯示 | ||||||||
3 |
| RS-485通訊 | ||||||||
4 |
| 電池供電，不帶溫度、壓力補(bǔ)償 | ||||||||
選型 說明 | 例如： LUGE2405-P2 滿管型電容式渦街流量儀表，法蘭卡裝型連接，介質(zhì)為蒸汽 儀表通徑為DN50,普通 4～20mA電流信號輸出 | |||||||||
2.傳感器的公稱通徑編號對照表
公稱通徑 DN mm | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
標(biāo)記號 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 08 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 |
公稱通徑 DN mm | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | 1500 |
標(biāo)記號 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 70 | 80 | A0 | A2 | A5 |
3.3.選型要點(diǎn)與提示
為使流量計能在良好的性能下工作，選擇流量型號和規(guī)格時應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：
- 流量計的選型盡可能不要使用流量工作在下限極限值，故流量計的口徑應(yīng)盡可能小，以獲得更大的流速和流量范圍。
- 流量計應(yīng)使用在介質(zhì)工作壓力和溫度范圍的技術(shù)參數(shù)內(nèi)。不要刻意選用高壓力等級和超高溫度的儀表，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作壓力和溫度選用儀表，后者價格要高些。
- 在爆炸危險場所，應(yīng)選用防爆型流量計。
- 渦街流量計的下限流量取決于介質(zhì)的工況密度和運(yùn)動粘度，其上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響，因此確定流量范圍只要確定實(shí)際可用的下限流量即可。計算出下限流量后，查流量范圍表即可確定相應(yīng)口徑。
- 四．儀表的安裝
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
- 安裝環(huán)境要求：
- 盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
- 避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
- 避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
- 渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
- 儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
- 儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
- 儀表安裝條件要求：
- 渦街流量儀表對安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三)
2．傳感器應(yīng)水平或垂直安裝（液體的流向自下而上）在與其公稱通經(jīng)相應(yīng)的管道上。
- 3．傳感器上游側(cè)不應(yīng)設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。
4．如上游直管段長度不能滿足上圖要求，建議用戶在上游側(cè)管道中安裝流體整流器。
5．若管道要縮徑，其直管段與漸變管的長度應(yīng)滿足上圖.
6．傳感器不要安裝在有強(qiáng)烈振動的管道上，以免影響精度，如傳感器在有振動的管道上安裝使用時，可采取下面措施來減小振動帶來的干擾：
(a)、在傳感器上游2D處加裝管道 固定支撐點(diǎn)。
(b)、在滿足直管段要求的前提下，加裝軟管過度。
7．傳感器（變送器）安裝在高溫管道上時，傳感器（變送器）必須加保溫層，防止熱輻射對放大器的傷害。
8．流量計附近不得有強(qiáng)烈磁場干擾。
9．流量計必須可靠接地，接地電阻應(yīng)≤10Ω.
10．測量高溫、低溫介質(zhì)時，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作
