智能型渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。智能型渦街流量計的特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。
一、煙氣流量計的應(yīng)用
智能型渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。智能型渦街流量計的特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。智能型渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量儀表。
二、煙氣流量計的測量原理
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)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，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)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md （1）
式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 2
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 3
式中 K－流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高智能型渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了HH-LU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
為了使用方便，電池供電的本地顯示型智能型渦街流量計采用微功耗，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
三、技術(shù)參數(shù)
◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級 IP65
四、產(chǎn)品選型
代號 | 通徑 | 流量范圍㎡/h |
HH-LUGB-25 | DN25 | 1~10液體 | 25~60（氣體） | 蒸汽流量請查看說明書，DN300以上推薦使用插入式渦街流量計 |
HH-LUGB-32 | DN32 | 1.5~18液體 | 15~150（氣體） |
HH-LUGB-40 | DN40 | 2.2~27液體 | 22.6~150（氣體） |
HH-LUGB-50 | DN50 | 4~55液體 | 35~350（氣體） |
HH-LUGB-80 | DN80 | 9~135液體 | 90~900（氣體） |
HH-LUGB-100 | DN100 | 14~200液體 | 140~1400（氣體） |
HH-LUGB-150 | DN150 | 32~480液體 | 300~3000（氣體） |
HH-LUGB-200 | DN200 | 56~800液體 | 550~5500（氣體） |
| 代號 | 功能1 |
N | 無溫壓補(bǔ)償 |
Y | 有溫壓補(bǔ)償 |
| 代號 | 輸出型號 |
F1 | 4-20mA輸出（二線制） |
F2 | 4-20mA輸出（三線制） |
F3 | RS485通訊接口 |
| 代號 | 被測介質(zhì) |
J1 | 液體 |
J2 | 氣體 |
J3 | 蒸汽 |
| 代號 | 連接方式 |
L1 | 法蘭卡裝式 |
L2 | 法蘭連接式 |
| 代號 | 功能2 |
E1 | 1.0級 |
E2 | 1.5級 |
T1 | 常溫 |
T2 | 高溫 |
T3 | 蒸汽 |
P1 | 1.6MPa |
P2 | 2.5MPa |
P3 | 4.0MPa |
D1 | 內(nèi)部3.6V供電 |
D2 | DC24V供電 |
B1 | 不銹鋼 |
B2 | 碳鋼 |
特點
◆ 節(jié)能：由于一次測量元件智能探針是Φ20mm不銹鋼制成，其截面積很小在介質(zhì)管道中幾乎無壓力損失，使運行成本大大減小，與孔板等節(jié)流裝置相比較具有明顯的節(jié)能效果。是國家發(fā)改委推薦的第061號節(jié)能產(chǎn)品。
◆ 耐高溫高壓：一次元件智能探針材質(zhì)選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼 ( 根據(jù)不同介質(zhì)選用特種鋼 )，可耐介質(zhì)zui高溫度650℃，介質(zhì)zui高壓力32MPa。
◆ 可靠性高：因探針的構(gòu)造非常簡單，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，導(dǎo)壓管內(nèi)介質(zhì)不流動，雜物不容易進(jìn)去，所以能長時間保持測量精度。
◆ 安裝簡便：只需在管道合適的位置上打一個相當(dāng)?shù)目祝岩淮卧结槻迦牍艿乐行?，即可方便地進(jìn)行安裝。
◆ 無需維護(hù)：一次測量元件探針本身無需維護(hù)，只需按計量器具定期檢定要求對差壓變送器進(jìn)行零點和滿度的校驗以及二次表輸入相應(yīng)的電流進(jìn)行校驗。
◆ 測量范圍廣：流量在0.2 t/h～50000 t/h都可以精確測量。對低流速、小流量、大管徑測量效果尤佳。
◆ 廣泛用于氣體、蒸汽和液體流量測量。氣體：一次風(fēng)速 ( 量 )、二次風(fēng)速 ( 量 )、( 負(fù)壓 ) 空氣、氧氣、氫氣、干氣、煤氣 ( 轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣 )、天然氣、液化氣、煙氣、 化工物料氣等；汽體：過熱蒸汽、飽和蒸汽、濕蒸汽、雙向蒸汽等；液體：水、不滿管水、輕油、焦油、原油、各種溶液、化工物料液等。
◆ 介質(zhì)管道橫截面形狀適用范圍廣：本流量計對介質(zhì)管道截面的幾何形狀無要求，圓形、橢圓形、方形、長方形、棱形、三角形、 梯形等均適用。
◆ 不要求直管段：清華大學(xué)幾十年吹風(fēng)實驗積累了各種工況下彎管段到15倍管徑之間修正系數(shù)數(shù)據(jù)庫，只要用戶提供直管段長度即可，即使在彎管處安裝同樣保證精度。
◆ 配有智能化二次儀表：既可數(shù)顯各項參數(shù)，又可進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，便于集中管理。
五、安裝
1）選擇好位置并開孔。
2）畢托巴傳感器在焊接前應(yīng)檢查尺寸和頭部方向，要保證安裝后畢托巴探頭部位于管道中心線上，并且使總壓孔對正來流方向。
3）在畢托巴傳感器的總壓和靜壓引出口處各連接一個一次截止閥，注意將所有管道接頭，一次截止閥等連接件盡可能改成焊接連接，以杜絕漏氣。正常運行后，應(yīng)檢查并保證無泄漏。
4）差壓變送器固定在適當(dāng)?shù)闹Ъ苌稀２⒏鶕?jù)現(xiàn)場情況選擇差壓變送器安裝位置。差壓變送器的兩個接口應(yīng)布置在同一水平面內(nèi)。
5）管道和焊口應(yīng)*清洗，在緊固差壓變送器前，還應(yīng)逐個打開一次截止閥，用空氣清洗導(dǎo)壓管內(nèi)的焊渣和污物。然后將截止閥關(guān)斷。
6）連接好差壓變送器信號線。
投入運行：
將差壓變送器24V直流電源投入。
將兩個一次截止閥依次打開。
安裝示意圖：
儀表網(wǎng)