一氧化碳流量計選型

   一氧化碳流量計選型渦街原理研究生產(chǎn)的測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。

工作原理：

　　所有的渦街流量計都是基于卡門渦街原理，卡門渦街是美籍匈牙利科學(xué)家馮·卡門在1911年觀察到并研究的現(xiàn)象：當(dāng)流體繞過非流體線形物體時，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋。這種漩渦的產(chǎn)生具有周期的、交替變化的性質(zhì)，變化頻率與流體速度成正比，這就是卡門渦街現(xiàn)象，具體關(guān)系為關(guān)系為Sr=fd/V。渦街流量計就是利用這種現(xiàn)象的性質(zhì)，通過測量渦流的脫落頻率確定流體的速度或流量而支撐的流量計。

在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街。如圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：

f=SrU1/d=SrU/md （1）式中

U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；

Sr--斯特勞哈爾數(shù)；

m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內(nèi)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(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。

K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。

由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時，VSF的流量計算式為

式中qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；

Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；

Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；

Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

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(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。

但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)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。

　　渦街流量計的優(yōu)點

　　1、結(jié)構(gòu)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，維修十分方便;

　　3、檢測傳感器不直接接觸介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長;

　　4、精度較高(與差壓式、浮子式相比)

　　5、測量范圍寬，量程比可達(dá)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(zhì)和組份變化影響，儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)測量流體的體積流量無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后無需重新標(biāo)定儀表的系數(shù)。

　　8、應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量。

一氧化碳流量計選型結(jié)構(gòu)

（1）旋渦發(fā)生體

旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件，已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類，單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體。

⑵檢測元件

流量計檢測旋渦信號有5種方式。

1）用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測元件直接檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓；

2）旋渦發(fā)生體上開設(shè)導(dǎo)壓孔，在導(dǎo)壓孔中安裝檢測元件檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓；

3）檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流；

4）檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓；

5）檢測尾流中旋渦列。

根據(jù)這5種檢測方式，采用不同的檢測技術(shù)（熱敏、超聲、應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁、光電、光纖等）可以構(gòu)成不同類型的VSF。

檢測元件把渦街信號轉(zhuǎn)換成電信號，該信號既微弱又含有不同成分的噪聲，必須進(jìn)行放大、濾波、整形等處理才能得出與流量成比例的脈沖信號。

安裝：

傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，但測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴的干擾，安裝位置要注意，

（1）混相流體的安裝

（a）測量含液體的氣體流量儀表安裝；

（b）測量含氣液體流量儀表安裝

（2）VSF必須保證上、下游直管段有必要的長度。

（a）一個90o彎頭；

（b）同心擴(kuò)管；

（c）同心收縮全開閥門；

（d）不同平面兩個90o彎頭；

（e）調(diào)節(jié)閥半開閥門；

（f）同一平面兩個90o彎頭

（3）傳感器與管道的連接如圖，在與管道連接時要注意以下問題。

1）上、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑D`相同，其差異滿足下述條件：0.95D≤D`≤1.1D。

2）配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05D`。

3）密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1～2mm。

4）如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道如圖19所示。

5）減小振動對VSF的影響應(yīng)該作為VSF現(xiàn)場安裝的一個突出問題來關(guān)注。首先在選擇傳感器安裝場所時盡量注意避開振動源。其次采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮。第三，加裝管道支撐物是有效的減振方法。