• 大    类: 流量计
　　　　
• 小    类: 涡街流量计
• 产品名称: 涡街流量计
• 产品型号: LUGB
• 品牌厂商:
　　　

一 涡街流量计 概述
在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计和射流流量计。流体振动流量计具有以下一些特点：
　　1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；
　　2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；
　　3）精确度为中上水平；
　　4）无可动部件，可靠性高；
　　5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；
　　6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。

二 涡街流量计工作原理和结构
在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图1所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式
　　　　　　　　　　　　　　f=SrU₁/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
　　　　Sr--斯特劳哈尔数；
　　　　m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

 
管道内体积流量qv为
　　　　　　　　　　　　qv=πD²U/4=πD²mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
　　　　　　　　　　　　K=f/qv=[πD²md/4Sr]^-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m³（P/m³）。
　　K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在Re_D=2×10⁴～7×10⁶范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为


式中 q_Vn，q_V--分别为标准状态下（0^oC或20^oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m³/h；
　　 Pn，P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力，Pa；
　　 Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；
　　 Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
　　由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

涡街流量计结构
VSF由传感器和转换器两部分组成，如图3所示。传感器包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D／A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。


涡街流量计的优点和局限性
VSF结构简单牢固，安装维护方便（与节流式差压流量计相比较，无需导压管和三阀组等，减少泄漏、堵塞和冻结等）。
　　适用流体种类多，如液体、气体、蒸气和部分混相流体。
　　精确度教高（与差压式，浮子式流量计比较），一般为测量值的（ ±1%～±2%）R。
　　范围宽度，可达10：1或20：1。
　　压损小（约为孔板流量计1/4～1/2）。
　　输出与流量成正比的脉冲信号，适用于总量计量，无零点漂移；
　　在一定雷诺数范围内，输出频率信号不受流体物性（密度，粘度）和组分的影响，即仪表系数仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸有关，只需在一种典型介质中校验而适用于各种介质

可根据测量对象选择相应的检测方式，仪表的适应性强。
　　VSF在各种流量计中是一种较有可能成为仅需干式校验的流量计。

2. 局限性

　　VSF不适用于低雷诺数测量（Re_D≥2×10⁴），故在高粘度、低流速、小口径情况下应用受到限制。
　　旋涡分离的稳定性受流速分布畸变及旋转流的影响，应根据上游侧不同形式的阻流件配置足够长的直管段或装设流动调整器（整流器），一般可借鉴节流式差压流量计的直管段长度要求安装。
　　力敏检测法VSF对管道机械振动较敏感，不宜用于强振动场所。
　　与涡轮流量计相比仪表系数较低，分辨率低，口径愈大愈低，一般满管式流量计用于
DN300以下。
　　仪表在脉动流、混相流中尚欠缺理论研究和实践经验。
涡街流量计特定校准条件下流量测量范围

口径DN/mm	液体/(m3/h)		气体/(m3/h)
	标准测量范围	可选测量范围	标准测量范围	可选测量范围
20	1.2～12	1～15	6～50	5～77
25	1.6～16	1.6～18	8～60	8～120
40	2～30	2～48	18～180	18～310
50	3～50	3～70	30～300	30～480
80	15～150	10～170	70～700	70～1230
100	20～200	15～270	100～1000	100～1920
125	36～360	25～450	150～1500	140～3000
150	50～500	40～630	200～2000	200～4000
200	100～1000	80～1200	400～4000	320～8000
250	150～1500	120～1800	600～6000	550～11000
300	200～2000	180～2500	1000～10000	800～18000