一、工作原理
智能渦街流量計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)插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質(zhì)流動方向垂直,底面迎向流體。
當被測介質(zhì)流過柱體時,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排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實驗已證明,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
智能渦街流量計的設(shè)計柱寬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——流量計流通本體的流通面積(m2)
V——流量計流通本體的平均流速(m/s)
旋渦交錯分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動的壓力,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。流量計輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時間內(nèi)流過流量計的流體總體積。
二、主要參數(shù)及技術(shù)指標
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為是單相的流體;
流量計上下游有符合表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90°彎頭 | 25D | 5D |
半開閘閥 | 50D | 5D |
不同平面兩個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; 負載電阻:負載電阻不超過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 LUGB系列流量計范圍表
公稱通徑DN (mm) | 流量范圍(m3/h) | ||
液體 | 氣體 | 蒸汽 | |
10 | 0.8~8 | 1~20 | 1~25 |
15 | 1.0~10 | 3~30 | 3~40 |
20 | 1.2~12 | 5~50 | 5~60 |
25 | 1.6~16 | 8~60 | 8~80 |
32 | 1.8~25 | 15~120 | 15~150 |
40 | 2~30 | 18~150 | 20~200 |
50 | 3~50 | 30~240 | 25~300 |
65 | 6~104 | 62~500 | 52~627 |
80 | 10~130 | 70~600 | 60~800 |
100 | 20~200 | 100~1000 | 100~1200 |
125 | 30~300 | 135~1350 | 176~2000 |
150 | 45~450 | 200~2000 | 250~3000 |
200 | 80~800 | 355~3550 | 440~4400 |
250 | 123~1230 | 556~5560 | 670~6700 |
300 | 178~1780 | 800~8000 | 890~8900 |
注1:表2中所列流量范圍是在下述狀態(tài)下標定的:
對于氣體是在溫度為0℃,1個標準大氣壓下的空氣(ρ0=1.293kg/m3);
對于液體是為4℃的水(ρ0=1000kg/m3);
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