GPRS無線輸出渦街流量計(jì)

GPRS無線輸出渦街流量計(jì)原理
      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)生有規(guī)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(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)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(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(jì)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2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(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為

　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 (4)

圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
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)下和工況下的絕對(duì)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(hào)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(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。

　　渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。
　　 為提高渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了DXLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。
　　 在實(shí)際應(yīng)用中，往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

選型建議：
      根據(jù)智能渦街流量計(jì)系列之現(xiàn)場(chǎng)顯示卡裝渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分類為一體式和分體式兩種。
      一體式測(cè)量飽和蒸汽時(shí)，集渦街流量傳感器、溫度傳感器（或壓力傳感器）和顯示儀于一體，具有智能溫度（或壓力）補(bǔ)償功能，自帶3.6V高能鋰電池或24VDC（通常在需要脈沖信號(hào)輸出、二線制4～20mADC輸出或RS485通訊時(shí)采用）供電，就地液晶顯示介質(zhì)溫度（℃）【或工作壓力（MPa）】、瞬時(shí)質(zhì)量流量（Kg/h）和累計(jì)質(zhì)量流量（Kg）。
      一體式測(cè)量過熱蒸汽時(shí)，集渦街流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和顯示儀于一體，具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，自帶3.6V高能鋰電池或24VDC（通常在需要脈沖信號(hào)輸出、二線制4～20mADC輸出或RS485通訊時(shí)采用）供電，就地液晶顯示介質(zhì)溫度（℃）、工作壓力（MPa）、瞬時(shí)質(zhì)量流量（Kg/h）和累計(jì)質(zhì)量流量（Kg）。
      分體式測(cè)量飽和蒸汽時(shí)，由渦街流量傳感器、溫度傳感器（或壓力傳感器）和智能流量顯示積算儀三部分組成，具有智能溫度（或壓力）補(bǔ)償功能，由智能流量顯示積算儀遠(yuǎn)程顯示介質(zhì)溫度（℃）【或工作壓力（MPa）】、瞬時(shí)質(zhì)量流量（Kg/h）和累計(jì)質(zhì)量流量（Kg）。
      分體式測(cè)量過熱蒸汽時(shí)，由渦街流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和智能流量顯示積算儀四部分組成，具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，由智能流量顯示積算儀遠(yuǎn)程顯示介質(zhì)溫度（℃）、工作壓力（MPa）、瞬時(shí)質(zhì)量流量（Kg/h）和累計(jì)質(zhì)量流量（Kg）。
      需要特別指出的是，當(dāng)只要求測(cè)量工況體積流量時(shí)（我們將其定義為普通型，通常適用于介質(zhì)溫度和工作壓力基本恒定的場(chǎng)合），無論是一體式還是分體式，均不具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，也無溫度傳感器和壓力傳感器的配置，此時(shí)只顯示瞬時(shí)工況體積流量（m3/h）和累計(jì)工況體積流量（m3）。 

GPRS無線輸出渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):
   ① XT-LU-智能渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是抗振性能特別好，無零點(diǎn)漂移，可靠性高。通過長時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，翔騰設(shè)計(jì)出了最佳的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用*的數(shù)控車床進(jìn)行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù)，配合特殊的工藝處理，從而最大限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。這是翔騰公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)*優(yōu)勢(shì)，使得翔騰公司出廠的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。
    ②XT系列智能渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng)，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發(fā)生體）的通用性強(qiáng)，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號(hào)。
    ③結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護(hù)方便。 
    ④檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長
    傳感器采用檢測(cè)探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測(cè)探頭內(nèi)，不與被測(cè)介質(zhì)接觸，所以XT系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
    ⑤輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)
    ⑥測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：10
    ⑦渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償，渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，若測(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。
    ⑧壓力損失小。
    用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的最大流量Qmax ＝200m3/h時(shí)，傳感器的壓力損失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa
    ⑨在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。
    ⑩應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測(cè)量。
渦街流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)
●測(cè)量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體（避免多相流）
●測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性：

●測(cè)量范圍

●額定壓力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度：-40℃～250℃(普通型)，100℃～350℃(普通型)
●結(jié)構(gòu)類型：一體型渦街流量計(jì)
●結(jié)構(gòu)材質(zhì)

●工作電源

●輸出信號(hào)：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出，RS485通訊等三種輸出可供選擇
●電氣接口：M20*1.5
●防護(hù)等級(jí)：IP65
●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑。
●環(huán)境溫度：-35℃～60℃（無LCD）、-5℃～60℃（帶LCD）
●相對(duì)濕度：5%～95℃

     一般原則：在易受電噪聲干擾的場(chǎng)所，使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場(chǎng)空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí)，要采用適合于這種特殊場(chǎng)合的的屏蔽電纜。 
頻率信號(hào)輸出的接線
輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸，供電電源為24VDC±10%（或12VDC），輸出回路的最小負(fù)載電阻為10KΩ，最大電容為0.2UF。
渦街流量計(jì)測(cè)量范圍：
    為了方便選型，我們將蒸汽的工況體積流量簡單的定義為工作狀況（實(shí)際介質(zhì)溫度和工作壓力）下的體積流量。

【型號(hào)說明】：

廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、食品、造紙,以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計(jì)量和節(jié)能管理。