一、概述
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。智能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。無可動機械零件,因此智能渦街流量計可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。智能渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。
二、工作原理
渦街流量傳感器是以卡門(Kaman)和斯特勞哈(Strouhsl)有關旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流速關系的理論來測量流量的。當介質以一定速度流過三角柱體時,在三角柱體兩側后面產(chǎn)生一個交替排列的旋渦帶,稱之為“卡門渦街”(見下圖)。
由于旋渦發(fā)生體兩側交替產(chǎn)生旋渦,于是在發(fā)生體兩側產(chǎn)生壓力脈動,從而使檢測體產(chǎn)生交變壓力,封裝在探頭體內(nèi)的壓電晶體元件在交變應力的作用下,產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號,放大器將這種電荷信號進行放大、濾波、整形、最后輸出頻率與介質流速成正比的脈沖信號(或轉換成4 ~20mA信號),送至積算儀進行處理、顯示和控制。
一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)(2×104~7×106),旋渦的釋放頻率f與流體流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間關系式為f=St•v/d,式中St 為斯特勞哈數(shù),它是一個無量綱的系數(shù),只要準確測出頻率f,就可以求得流體流速v,由v求出體積流量。
渦街流量傳感器旋渦發(fā)生示意圖
三、主要特點
1.結構簡單而牢固,無可動部件,可靠性高,長期運行十分可靠 。
2.安裝簡單,維護十分方便。
3.檢測傳感器不直接接觸被測介質,性能穩(wěn)定,壽命長。
4.輸出是與流量成正比的脈沖信號,無零點飄移,精度高。
5.測量范圍寬,量程比可達1:10。
6.壓力損失較小,運行費用低,更具節(jié)能意義。
7.在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號頻率不受流體物理性質和組分變化的影響,儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關,測量流體體積流量時無需補償,調換配件后一般無需重新標定儀表系數(shù)。
8.應用范圍廣,蒸汽,液體,氣體的流量均可測量。
四、技術指標
1.測量介質:液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽。
2.精度等級:液體±1.0%,氣體(蒸汽) ±1.5%,插入式±2.5%。
3.工作壓力:1.6MPa,2.5MPa,4.0MPa,6.4MPa。
4.介質溫度:普通型-40~150℃ 中溫型-40~250℃ 高溫型-40~350℃。
5.輸出信號:三線電壓脈沖,低電平0~1V,高電平 > 4V,占空比50%;二線制標準電流4~20mA;三線制標準電流0~10mA。
6.工作環(huán)境:-35℃~+60℃,濕度≤95%RH。
7.工作電源:DC12V;DC24V。
8.殼體材料:碳鋼、不銹鋼。
9.防爆類型:本安防爆型ExiaⅡCT4隔爆型ExdⅡCT6。