鍋爐流量計— 江蘇銳派儀表有限公司

蒸汽流量表

鍋爐流量計(渦街流量計)工作原理：
（鍋爐流量計）在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。

渦街流量計產品優勢：
1、新一代智能化渦街流量計，具有精度高、抗振動、抗干擾、維護方便的特點，適合于各種使用蒸汽、氣體工況下的流量計量。
2、渦街流量傳感器和流量顯示儀及補償方式合稱為渦街流量計。渦街流量計則為渦街流量計的典型代表。
3、渦街流量傳感器是利用卡門渦街原理和現代電子技術而設計制造的一種具有高度可靠性、優良的技術性能指標、良好的介質適應性和通用性的新型流量儀表。

RP-LUGB系列渦街流量計可在很寬的流量范圍內精確測量氣體、液體和在蒸汽的流量而不受物理性質的影響。
不受溫度、壓力的影響，同時不易堵，不易卡，不易結垢，耐高溫、高壓。
安全防爆，適用于惡劣環境。
無可動部件、無空洞縫隙設計，產品無磨損、耐臟污，無需機械維修，使用壽命長。
采用微功耗*，電池供電的現場顯示型流量計，可不斷電運行兩年以上。
穩壓補償一體化設計。
電流輸出均為電隔離型，具有良好的共模干擾抑制能力。
同時顯示流量值與累計流量值，不必輪流切換。
采用抗振探頭，有效消除外界振動影響。
電路采用表面貼裝工藝，結構緊湊，可靠性高。
采用分體式信號轉換器，電纜zui長10米。
量程比寬達20:1。
儀表整體結構設計合理，動態測量范圍寬，壓力損失小。
表體采用不銹鋼材質，可適用于腐蝕性介質的測量。
現場液晶顯示，脈沖、4-20mA輸出或485通訊，可與工業自動化系統連接。

概述：
渦街流量計（的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比"。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。如圖一所示,流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質流動方向垂直,底面迎向流體。

當被測介質流過柱體時,在柱體兩側交替產生旋渦,旋渦不斷產生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街"。理論分析和實驗已證明,旋渦分離的頻率與柱側介質流速成正比。

旋渦交錯分離,在柱體兩側及柱體后面的尾流中產生脈動的壓力,設在柱體內部（或后面）的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力而產生交變電荷信號。該信號經放大器上的電荷變換、放大，濾波限幅和觸發整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的方波電壓脈沖信號。該信號再送到就地顯示儀，傳感器輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內的輸出總脈沖數,將代表這段時間內流過傳感器的流體總體積。

傳感器輸出的電壓脈沖信號送到連于一體的就地顯示儀。就地顯示儀采用微功耗CPU，測量渦街傳感器輸出的頻率信號，根據設定的密度，渦街流量系數進行流量運算，現場液晶顯示瞬時流量和累計流量。

渦街流量計的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比"。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。如圖一所示,流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質流動方向垂直,底面迎向流體。

1. 工作原理
在流體中設置旋渦發生體（阻流體），從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f，被測介質來流的平均速度為U，旋渦發生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據卡曼渦街原理，有如下關系式
f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

圖1 卡曼渦街

管道內體積流量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，脈沖數/m3（P/m3）。
K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
 （4）

圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線

式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h； 
Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。 
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，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監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。
2. 結構
VSF由傳感器和轉換器兩部分組成，如圖3所示。傳感器包括旋渦發生體（阻流體）、檢測元件、儀表表體等；轉換器包括前置放大器、濾波整形電路、D／A轉換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護罩等。近年來智能式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉換器內。

圖3 渦街流量計

例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時

測量介質為過熱蒸汽，蒸汽溫度為320℃，壓力為1.5MPa（絕壓）,流量范圍為3t/h～25t/h, 試 確定流量計口徑。

步驟一：計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經查附表（二）,該狀態下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式（8） :

765（m3/h）

6379（m3/h）

步驟二：根據等效參比流量范圍765-6379m3/h，查表（二），比較適合該流量范圍為DN200口徑。

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