智能渦街流量計(jì)

一、工作原理

智能渦街流量計(jì)的基本原理是卡門渦街原理，即“渦等旋渦分離頻率與流速成正比”。

流量計(jì)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(nèi)插入有一個(gè)近似為等腰三角形的柱體，柱體的軸線與被測介質(zhì)流動(dòng)方向垂直，底面迎向流體。

當(dāng)被測介質(zhì)流過柱體時(shí)，在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，旋渦不斷產(chǎn)生和分離，在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明，旋渦分離的頻

率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。

                  F=Sr

式中：f——柱體側(cè)旋渦分離的頻率（Hz）

      V——柱側(cè)流速（m/s）     d——柱體迎流面寬度（m）；

      Sr——斯特勞哈爾數(shù)，是一個(gè)取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無關(guān)的常數(shù)，Sr：0.17～0.18。

圖一 圓管內(nèi)的渦街

智能渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值，因此，流經(jīng)管內(nèi)的平均流速V與柱側(cè)流速V有固定的比值：

由于上式中，d和D都是已知的結(jié)構(gòu)尺寸，而Sr是常數(shù)，因此測得旋渦分離頻率f，便測得了管內(nèi)平均流速，從而測得流量Q：

Q=3600F·V （m³/h）

式中：F——流量計(jì)流通本體的流通面積（m²）

V——流量計(jì)流通本體的平均流速（m/s）

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。檢測放大器將交變電荷信號進(jìn)行變換、放大、濾波和信號整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流（或電壓）脈沖信號。流量計(jì)輸出的每一個(gè)脈沖將代表一定體積的被測流體。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)流過流量計(jì)的流體總體積。

二、主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

1、使用條件及技術(shù)參數(shù)

環(huán)境溫度：-40℃～55℃；  相對濕度：5%～90%；

大氣壓力：86～106kPa；

被測流體是單相流體或可以認(rèn)為是單相的流體；

流量計(jì)上下游有符合表1規(guī)定的直管段。

表1 儀表安裝的直管段要求（D為管道內(nèi)徑）                       表1

管道情況	上游	下游
同心收縮管，全開閘閥	15D	5D
90°直角彎頭	20D	5D
同平面兩個(gè)90°彎頭	25D	5D
半開閘閥	50D	5D
不同平面兩個(gè)90°彎頭	40D	5D
帶整流管束	12D	3D

2、技術(shù)參數(shù)

公稱通徑：25～300mm；              公稱壓力：2.5MPa、4.0MPa；

測量介質(zhì)：液體、氣體、蒸氣；       精度等級：1.0級；

介質(zhì)溫度：-40℃～+320℃；          重復(fù)性：≤0.2%；

線性度：≤±1.0%；                 本體材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti；

連接方式：法蘭卡裝式；             負(fù)載電阻：最大負(fù)載電阻不超過350Ω

供電電源：24VDC；                  輸出信號：電流脈沖；

流量范圍：見表2及其說明A與B

表2  WSUG系列流量計(jì)范圍表                                        表2

對于氣體是在溫度為0℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣（ρ₀=1.293kg/m³）；

對于液體是為4℃的水（ρ₀=1000kg/m³）；

對于蒸汽是絕對壓力為0.4Mpa的干飽和蒸汽（ρ₀=2.1628kg/m³）；