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煙氣流量計(jì)： 曹
我公司生產(chǎn)的渦街流量計(jì)可以得到冶金、污水、科技、農(nóng)業(yè)、熱電、化工等眾多企業(yè)的認(rèn)可、我們的轉(zhuǎn)換器都是具有防雷、防震、抗干擾的傳感器、是測(cè)量一般氣體的*選擇。
一、 渦街流量計(jì)簡(jiǎn)介：
旋渦交錯(cuò)分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動(dòng)的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)部（或后面）的檢測(cè)探頭受到這種微小的脈動(dòng)壓力的作用,使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大器上的電荷變換、放大，濾波限幅和觸發(fā)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(hào)。該信號(hào)再送到就地顯示儀，傳感器輸出的每一個(gè)脈沖將代表一定體積的被測(cè)流體。一段時(shí)間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時(shí)間內(nèi)流過(guò)傳感器的流體總體積。
傳感器輸出的電壓脈沖信號(hào)送到連于一體的就地顯示儀。就地顯示儀采用微功耗CPU，測(cè)量渦街傳感器輸出的頻率信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的密度，渦街流量系數(shù)進(jìn)行流量運(yùn)算，現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
二、渦街流量計(jì)工作原理：
當(dāng)流體通過(guò)由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后，流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈旋轉(zhuǎn)，形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響。檢測(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率，就知道了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)算式為：
K=f/q
式中：K ——流量?jī)x表系數(shù)l/m³
f——旋渦頻率 Hz
q——體積流量m³/s
流量計(jì)的儀表系數(shù)在一定的結(jié)構(gòu)參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性（密度、粘度）無(wú)關(guān)。
流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。
1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測(cè)元件、整流器和殼體。
旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。
檢測(cè)元件安裝在靠近擴(kuò)張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測(cè)元件可測(cè)出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。
整流器固定在流量計(jì)表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對(duì)儀表測(cè)量的影響。
殼體設(shè)計(jì)成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護(hù)安裝在內(nèi)部的零部件，并通過(guò)法蘭與管道相連接。
2、轉(zhuǎn)換顯示儀
由壓電傳感器檢測(cè)到的微弱電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號(hào)，然后由顯示儀計(jì)數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號(hào)。對(duì)測(cè)量的氣體介質(zhì)可進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，并顯示。
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門渦街，如圖(一)所示。
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測(cè)探頭或壓電檢測(cè)探頭及相應(yīng)匹配電路，即可構(gòu)成電容檢測(cè)式渦街流量/傳感器或壓電檢測(cè)式渦街流量傳感器。
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圖(一)旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來(lái)流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式: 式一
圖（二）在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量，式二。
式一 | 式二 |
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕 | Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K |
式中：f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率 | 式中：K＝儀表常數(shù)（1/m?）。 |
St－斯特羅哈爾數(shù) | M=質(zhì)量流量 |
V－流體的平均流速 | Q＝體積流量（m?/h） |
d－柱體流面寬度 | ρ=介質(zhì)密度（kg/m?） |
D-管道內(nèi)徑 | F=頻率Hz
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三、渦街流量計(jì)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：
▲煙氣流量計(jì)不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫、高壓。
▲安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。
▲煙氣流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)空洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無(wú)磨損、耐臟污，無(wú)需機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)。
▲煙氣流量計(jì)采用微功耗高新技術(shù)，電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì)，可不斷電運(yùn)行兩年以上。
▲穩(wěn)壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì)。
▲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(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值，不必輪流切換。
▲采用抗振探頭，有效消除外界振動(dòng)影響。
▲電路采用表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。
▲采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜zui長(zhǎng)10米。
▲量程比寬達(dá)20:1。
▲整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬，壓力損失小。
▲分體式渦街流量計(jì)采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。
▲現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，脈沖、4-20mA輸出或485通訊，可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。
(1) 渦街流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)問(wèn)題
①振動(dòng)大。并非每一臺(tái)天然氣流量計(jì)都安裝在振動(dòng)大的場(chǎng)所。但是安裝在燃燒房廠房和鼓風(fēng)機(jī)房的天然氣流量計(jì)都得考慮振動(dòng)問(wèn)題。這種振動(dòng)主要來(lái)燃燒機(jī)，機(jī)器的振動(dòng)通過(guò)空氣管道或風(fēng)管可以傳到很遠(yuǎn)的地方。其中振動(dòng)zui大的要數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)，大型往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)往往帶動(dòng)廠房和周圍地面一起振動(dòng)，對(duì)相關(guān)空氣流量計(jì)的準(zhǔn)確而可靠的運(yùn)行帶來(lái)威脅。它引發(fā)杠桿式差壓變送器支點(diǎn)移動(dòng)而使儀表產(chǎn)生示值漂移。振動(dòng)導(dǎo)致渦街流量傳感器產(chǎn)生同振動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的干擾信號(hào)，引起流量示值大幅度偏高。
②氣體帶水。天然氣取自大氣，而大氣中總是含有一定數(shù)量的水蒸氣。水蒸氣的含量用水蒸汽分壓ps表示。大氣中的水蒸氣飽和分壓是大氣溫度的函數(shù)(見(jiàn)表3.4)。在雨天和霧天，室外大氣中的水蒸氣分壓達(dá)到飽和程度，即相對(duì)濕度達(dá)到100%，這時(shí)將大氣壓縮就如同壓迫吸足水的海綿，隨著體積的縮小，就有相應(yīng)數(shù)量的水析出。這是壓縮空氣所以帶水的簡(jiǎn)單原理。在晴好的天氣，大氣相對(duì)濕度較低，但隨著其被壓縮，體積縮小到原來(lái)的幾分之一后，水蒸氣分壓會(huì)相應(yīng)升高，也有可能進(jìn)入飽和狀態(tài)而析出水滴。
用來(lái)測(cè)量天然氣流量的渦街流量計(jì)，要影響測(cè)量準(zhǔn)確度。引壓管線中常有一段水，導(dǎo)致差壓變送器測(cè)到的差壓同節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓不*。這些都是空氣帶水引起誤差的常見(jiàn)原因。除此之外，由于城區(qū)大氣中氮氧化物含量較高，使得壓縮空氣所含水滴呈酸性，引起環(huán)室表面腐蝕、管道內(nèi)壁腐蝕，使其表面變得粗糙。腐蝕產(chǎn)生的氧化鐵在一定條件下變干燥時(shí)，很容易從管內(nèi)壁脫落而被氣流帶到孔板前，這也會(huì)對(duì)流量示值產(chǎn)生影響。所以在停車檢修時(shí)，應(yīng)將這些粉狀和塊狀的垃圾予以清除。
③脈動(dòng)流。燃燒機(jī)出口流體多數(shù)包含一定的脈動(dòng)。例如往復(fù)式壓縮機(jī)，表現(xiàn)為半波脈動(dòng)，如圖3.13所示。在現(xiàn)場(chǎng)可觀察到壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的出口壓力有明顯擺動(dòng)。其中正(定)排量鼓風(fēng)機(jī)出口脈動(dòng)頻率較高，一般有幾十赫茲，而往復(fù)式壓縮機(jī)出口脈動(dòng)頻率較低，一般為幾赫茲。流動(dòng)脈動(dòng)引起差壓式流量計(jì)、渦街流量計(jì)等多種流量計(jì)示值偏高，引起浮子式流量計(jì)中的浮子上下跳動(dòng)。消除和減弱流動(dòng)脈動(dòng)對(duì)流量計(jì)示值影響的常用方法有兩個(gè)，一是在壓縮機(jī)出口設(shè)置一只緩沖罐濾除脈動(dòng)，而將流量計(jì)安裝在緩沖后面。實(shí)際上往復(fù)式壓縮機(jī)的的系統(tǒng)都是這樣設(shè)計(jì)的;二是將流量計(jì)安裝在遠(yuǎn)離脈動(dòng)源的地方，這樣可利用工藝管道的氣容同其管阻構(gòu)成低通濾波器衰減脈動(dòng)。
四、渦街流量計(jì)主要參數(shù)說(shuō)明：
公稱通徑（mm） | 15、20、25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，（300～1000插入式） |
公稱壓力（MPa） | DN15-DN200 4.0（>4.0協(xié)議供貨），DN250-DN300 1.6（>1.6協(xié)議供貨） |
介質(zhì)溫度（℃） | 壓電式：-40～150，-40～260，-40～330；電容式： -40～400，-40～500（協(xié)議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，（其它材料協(xié)議供貨） |
允許振動(dòng)加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
精確度 | ±1%R，±1.5%R；插入式：±2.5%R， |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：DC +12V，DC +24V；變送器：DC +12V ，DC +24V；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號(hào) | 方波脈沖（不包括電池供電型）：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數(shù) | 符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4 |
防爆標(biāo)志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護(hù)等級(jí) | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對(duì)濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 （4～20mA） ≤1500m；負(fù)載電阻≤750Ω； RS485/HART≤1200m. |
五、渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型：
型 譜 | 說(shuō) 明 | ||||||
AKLUGB | 渦街流量?jī)x表 | ||||||
檢測(cè) | B | 壓電式傳感器 | |||||
方式 | E | 電容式傳感器 | |||||
連接方式 | 1 | 僅對(duì)滿管型 | 法蘭連接型 | ||||
2 | 僅對(duì)滿管型 | 法蘭卡裝型 | |||||
3 | 僅對(duì)插入型 | 簡(jiǎn)易插入型 | |||||
4 | 僅對(duì)插入型 | 球閥插入型 | |||||
測(cè)量介質(zhì) | 2 | 液體 | |||||
3 | 氣體 | ||||||
4 | 蒸汽 | ||||||
公稱通徑 | 2 | DN25 | |||||
… | … 單位：mm | ||||||
30 | DN300 | ||||||
使用環(huán)境 | P | 普通型 | |||||
B | 防爆型 | ||||||
輸出信號(hào) | 1 | 脈沖輸出 | |||||
2 | 4～20mA電流輸出，液晶顯示 | ||||||
3 | RS-485通訊 | ||||||
4 | 電池供電，不帶溫度、壓力補(bǔ)償 | ||||||
5 | 溫壓補(bǔ)償一體，4～20mA電流輸出型 | ||||||
6 | 溫壓補(bǔ)償一體，電池供電型 | ||||||
六、渦街流量計(jì)安裝圖示：
1:圖示
2：要求
1、盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2、盡可能避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3、盡可能避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4、盡可能渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
5、盡可能安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
6、盡可能流量計(jì)安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
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