一、概述
应力式涡街流量计是速度式流量计的一种,它以卡门涡街理论为基础,采用压电晶体检测流体通过管道内三角柱时所产生的旋涡频率,从而测量出流体的流量。涡街流量计广泛应用于石油、化工、动力供热等行业。
涡街流量计具有以下特点:
◆测量精度高,量程宽;
◆测量介质广泛,可测量液体,气体和蒸汽;
◆工作温度高,介质温度可达350度;
◆无运动部件,无磨损,可靠性高;
◆表体采用不锈钢材质,耐腐蚀。
二、测量原理
当管道中流体介质通过旋涡发生体(三角柱)时,由于局部加速而产生旋涡现象(如图一),此旋涡分成两列交替地出现,这种旋涡列被 称为卡门涡街。旋涡交错分离,在柱体后面的尾流中产生脉动的压力,充在柱体后面(或内部)的检测探头受到这种微小的脉动压力的作用,使埋在探头内的压电晶体元件受到交变应力作用而产生交电荷信号。检测放大器将这种信号进行交换、放大、滤波和信号整形处理后,输出频率与旋涡分离频率相同的电压(或电流)脉冲信号,或经变换处理输出与旋涡分离频率成比例的模拟电流信号。这样便可通过测量旋涡频率信号检测出流体介质的流速,再通过介质的流速计算出介质的流量。
图一
卡门涡街的释放频率与三我柱宽度尺寸和流体速度有关,而与介质的温度,压力等特性参数无关。可用下式表示:
f=StV/d
式中:f-卡门涡街的释放频率
V-介质流速
D-三角柱的宽度
St-斯特罗哈尔数
斯特罗哈尔数是涡街流量计的重要参数,它只与介质的雷诺数…Re有关。只要管道内介质的雷诺数保持在2*104至7*106范围内,斯特罗哈尔数St便保持为一个常数(0.17~0.18),这样便可通过测量旋涡频率信号检测出流体介质的流速,再通过介质的流速计算出介质的流量。
三、技术规格
3.1技术参数
◆公称口径:
管段式:DN15-300mm
插入式:DN200-2000mm
◆适用介质:气体(空气,氧气,氮气,煤气,天然气,化学气体等),液体(水,高温水,油,食品液,化学液等),蒸汽(饱和蒸汽,过热蒸汽);
◆可测介质温度:-20度~280度,-20度~350度;
◆公称压力:≤1.6MPa ≤2.5MPa ≤4.0MPa
◆精度等级:1.5级,1.0级
◆流速范围:液体0.27-9m/s,气体:4-40m/s,蒸汽:3-50m/s
◆输出信号:电压脉冲:低电平≤1V,高电平≥12V,脉冲宽0.4ms,负载电阻>150Ω,
现场液晶显示:瞬时流量5位显示(m3/h,kg/h,t/h), 转换精度±0.1%;累计流量8位显示(m3、kg、t),转换精度±0.1%;
◆供电电源:
脉冲输出时:+12VDC; 4-20mA输出时:+24VDC;
现场液晶显示:3.6V 、5号1节锂电池供电,使用寿命2-3年;
◆环境温度:
电压脉冲输出 :-30度-+65度;
4-20mA输出:-10度-+55度;
现场液晶显示:-25度-55度;
3.2 测量范围
表二 饱和蒸汽密度表
3.3常用气体密度
表三 过热蒸汽相对压力和温度的密度
注:对于密度值在表中处于两者之间时,可用插值法计算得出