一、簡介
- 系列渦街流量計是根據卡門（Karman）渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質量流量的體積流量計，并可作為流量變送器應用于自動化控制系統中。
-
二、工作原理
f=StV/d
- :
- 柱體側漩渦分離的頻率(Ｈｚ)
- 柱側流速(ｍ/ｓ)
- 柱體迎流面寬度(ｍ)
- t──斯特勞哈爾數，是一個取決于柱體斷面形狀而與流體性質和流速大小基本無關的常數。
圖一 圓管內的渦街
圖二 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線
三、主要技術指標
測量介質 | 液體、氣體、蒸汽（單相介質或可以認為是單相的介質） |
介質溫度(℃) | -40～+350； 350～450（電容式，協議訂貨） |
公稱壓力 | 1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa ≥4.0MPa的規格協議訂貨 |
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 |
準確度等級 | 0.5級 1.0級 1.5級 2.5級 |
量程比 | 8:1 10:1 15:1 30:1(特殊定制) |
流速范圍 | 液體：0.35-7.0m/s 氣體：4.0-70.0m/s |
規格 | 滿管式 | DN15-DN300 |
插入式 | DN200-DN2000（超過DN1200可特殊訂貨） |
本體材質 | 1Cr18Ni9Ti，其他材質協議訂貨 |
雷 諾 數 | 正常2×104-7×106 擴展5×103-7×106 |
阻力系數 | Cd≤2.6 |
防護等級 | 普通型：IP65 潛水型：IP68 |
防爆等級 | 本安防爆型：EXiaⅡCT6 隔爆型：ExdⅡCT6 |
環境條件 | 環境溫度 | -40℃~+65℃ |
相對濕度 | ≤90% |
大氣壓力 | 86-106kPa |
供電電源 | 12VDC-24VDC 電池供電3.6V |
輸出信號 | 脈沖信號2-3000Hz 低電平≤1V 高電平≥5V |
二線制4-20mA信號 防爆型負載≤300Ω 非防爆型負載≤500Ω |
通訊 | RS485,HART |
四、測量常溫常壓氣體和液體的口徑和流量范圍
口徑 (mm) | 儀表系數K參考值 1/m³ | 液體 | 氣體 |
標準流量 | 擴展流量 | 標準流量 頻率 | 標準流量 | 擴展流量 | 標準流量 頻率 |
(m3/h) | (m3/h) | (Hz) | (m3/h) | (m3/h) | (Hz) |
15 | 338600 | 0.3-2.4 | 0.2-3.5 | 28-226 | 3.5-28 | 2.6-38 | 330-2630 |
20 | 153150 | 0.6-4.8 | 0.28-6 | 25-190 | 6.5-54 | 4.5-67 | 218~1982 |
25 | 75720 | 1-10 | 0.6-10 | 21-210 | 9-81 | 6-105 | 189-1700 |
32 | 32210 | 1.5-15 | 0.9-18 | 13-130 | 14-140 | 10-190 | 125-1250 |
40 | 18103 | 2.8-30 | 1.5-32 | 14-152 | 23-230 | 15-270 | 115-1150 |
50 | 9180 | 3.5-45 | 2.4-50 | 9-114 | 35-350 | 20-420 | 89-890 |
65 | 3960 | 4.5-70 | 3.5-82 | 5-80 | 55-550 | 32-750 | 60-600 |
80 | 2230 | 6.5-105 | 5.2-128 | 4-65 | 80-800 | 40-1100 | 50-500 |
100 | 1202 | 10-150 | 7-200 | 3.3-50 | 115-1150 | 70-1700 | 39-390 |
125 | 590 | 16-250 | 11-300 | 2.6-41 | 200-2000 | 120-2700 | 33-330 |
150 | 341 | 24-360 | 16-440 | 2.3-34 | 280-2800 | 180-4000 | 27-270 |
200 | 141 | 46-700 | 28.5-800 | 1.8-27.4 | 510-5100 | 320-6800 | 20-200 |
250 | 72 | 72-1100 | 50-1220 | 1.4-22 | 850-8500 | 600-12000 | 17-150 |
300 | 42 | 98-1500 | 70-1800 | 1.1-17.5 | 1300-13000 | 900-18000 | 15-134 |
口徑 (mm) | 儀表系數K參考值 1/m³ | 液體 | 氣體 |
標準流量 | 擴展流量 | 標準流量 頻率 | 標準流量 | 擴展流量 | 標準流量 頻率 |
(m3/h) | (m3/h) | (Hz) | (m3/h) | (m3/h) | (Hz) |
200 | 396 | 46-700 | 29-800 | 5-77 | 670-6700 | 350-7000 | 74-740 |
300 | 189 | 100-1400 | 75-1700 | 5.2-73 | 1500-14000 | 900-18000 | 79-790 |
400 | 110 | 180-2400 | 130-2700 | 5.5-73 | 2700-27000 | 1500-30000 | 82-820 |
500 | 72 | 280-3600 | 210-4200 | 5.6-72 | 4200-42000 | 2400-48000 | 84-840 |
600 | 49 | 400-6000 | 300-6500 | 5.5-82 | 6100-61000 | 3300-66000 | 83-830 |
700 | 37 | 550-8200 | 420-9000 | 5.6-84 | 8300-83000 | 4500-90000 | 84-840 |
800 | 27 | 720-10800 | 550-12000 | 5.5-81 | 10800-108000 | 5800-117000 | 81-810 |
1000 | 17 | 1130-15000 | 850-17000 | 5.3-71 | 17000-160000 | 10700-170000 | 81-755 |
1200 | 12 | 1680-20000 | 1300-25000 | 5.6-67 | 24400-220000 | 14000-250000 | 81-733 |
1500 | 8 | 2700-30000 | 2100-40000 | 6-67 | 38200-350000 | 23400-380000 | 85-777 |
上表參比條件：1、氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3υ=15×10-6m2/s。2、液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。2、工況計算公式
工況流量計算公式： （公式6）
質量流量計算公式： （公式7）
根據流速計算流量： （公式8）
式中：
Q工況狀態下體積流量 Qt質量流量
D管道內徑（m） V 介質平均流速
五、下限流量和上限流量的確定
1、渦街流量計的下限流量取決于介質的工況密度和運動粘度，上限流量一般不受介質壓力和溫度的影響，因此確定流量范圍主要是確定實際可用的下限流量，確定下限流量參考如下步驟
由工況密度決定的工況可測下限流量：
（公式9）
由運動粘度決定的線性下限流量：
（公式10）
式中：
Qρ：滿足漩渦強度要求的小體積流量(m3/h)
ρ0：參比條件下介質的密度
Qυ：滿足小雷諾數要求的小線性體積流量(m3/h)
ρ：被測介質工況密度（kg/m3）
Q0 ：參比條件下儀表的小體積流量(m3/h)
υ：工作狀態下介質的運動粘度(m2/s)
υo：參比條件下介質的運動粘度(m2/s)
通過公式（6）、（7）計算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν，確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：
Qυ≥Qρ：可測流量范圍為Qρ～Qmax , 線性流量范圍為Qυ～Qmax
Qυ<Qρ：可測流量范圍和線性流量范圍為Qρ～Qmax
Qmax：渦街流量儀表的上限體積流量(m3/h)
2、儀表上限流量以表一表二中的上限流量為準，氣體的上限流速應該小于70m/s，液體的上限流速應該小于7m/s。
3、氣體標準體積的換算
渦街測量的是介質的工作狀態下的體積流量，當氣體的工況不是常溫常壓時，需要換算出工況體積流量來確定口徑，通過換算成工況體積流量，再參考上述的步驟確定合適的口徑和測量范圍。
已知工況求氣體標準體積計算公式： （公式11）
已知標準狀況求氣體工況流量公式： （公式12）
已知標況密度求工況密度： （公式13）
已知質量流量求體積流量 ： （公式14）
式中：
Q： 介質在工況狀態下的體積流量(m3/h)
QN： 介質在標準狀態下的體積流量(Nm3/h)
Qt： 質量流量 (t/h)
ρ： 介質在工況狀態下的密度(kg/m3)
ρ標：介質在標準狀態下的密度(kg/m3)，常用氣體介質的標準狀態密度，見表三
P工： 工況狀態表壓(MPa)
T標： 標準狀態溫度(℃)
T工： 工況狀態溫度(℃)
六、儀表的外形尺寸
表三 儀表外形參考尺寸（壓力等級PN16）
管徑 | A | B | C | D | E | F | H |
低溫 | 高溫 | 低溫 | 高溫 |
DN15 | 54 | 92 | 315 | 395 | 425 | 175 | 320 | 400 | 430 |
DN20 | 54 | 92 | 315 | 395 | 425 | 175 | 325 | 405 | 435 |
DN25 | 54 | 68（92） | 315 | 395 | 425 | 175 | 330 | 410 | 440 |
DN32 | 68（54） | 80（68） | 330 | 410 | 440 | 175 | 350 | 430 | 460 |
DN40 | 78 | 82 | 340 | 420 | 450 | 160 | 360 | 440 | 470 |
DN50 | 89 | 84 | 345 | 425 | 455 | 160 | 375 | 455 | 485 |
DN65 | 105 | 84 | 365 | 445 | 475 | 160 | 395 | 475 | 505 |
DN80 | 119 | 84 | 380 | 460 | 490 | 180 | 410 | 490 | 520 |
DN100 | 139 | 91 | 400 | 480 | 510 | 180 | 430 | 510 | 540 |
DN125 | 167 | 92 | 430 | 510 | 540 | 180 | 460 | 540 | 570 |
DN150 | 193 | 96 | 455 | 535 | 565 | 180 | 500 | 580 | 610 |
DN200 | 247 | 101 | 505 | 585 | 615 | 200 | 550 | 630 | 660 |
DN250 | 299 | 114 | 560 | 640 | 670 | 220 | 620 | 700 | 730 |
DN300 | 349 | 130 | 610 | 690 | 720 | 240 | 670 | 750 | 780 |
圖三儀表外形結構
七、渦街流量計型號代碼
代 碼 | 含 義 |
LU | | 渦街流量計 |
檢測方式 | B | | 應力式傳感器 |
E | | 電容式傳感器 |
Y | | 感應式傳感器 |
連接形式 | | 1 | 滿管式 | 法蘭連接式 |
2 | 滿管式 | 法蘭卡裝式 |
3 | 不帶球閥 | 簡易插入式 |
4 | 帶球閥可不停流維護 | 球閥插入式 |
5 | | 特殊定制 |
測量介質 | | 2 | | 液體 |
3 | | 氣體 |
4 | | 蒸汽 |
公稱通徑 | | 15-300 | | DN15-DN300（滿管式） |
200-2000 | | DN200-DN2000（插入式） |
使用環境 | | P | | 普通型 |
B | | 本安防爆 |
G | | 隔爆 |
輸出信號 | 本項可復選 | 1 | | 三線制脈沖輸出 |
2 | | 兩線制4-20mA輸出 |
3 | | 兩線制4-20mA 溫度壓力補償 |
4 | | 兩線制4-20mA 單獨溫度補償 |
5 | | 兩線制4-20mA 單獨壓力補償 |
6 | | 兩線制4-20mA+HART協議 |
7 | | 兩線制4-20mA 溫壓補償+RS485 |
8 | | 電池供電（就地顯示無輸出） |
9 | | RS485 |
W | | 遠程無線信號 |
Z | | 抗振型4-20mA+脈沖+HART |
轉換器 | | 無 | 一體式 |
F | 分體式 |
Q | 潛水型 |
