涡街流量计的技术分析

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涡街流量计常用于测量蒸汽，蒸汽作为一种重要的二次能源被广泛使用。蒸汽流量的准确测量与蒸汽流量计的选择和安装密切相关。我们选择目前市场上广泛使用的涡街流量计作为分析对象。

涡街流量计主要由以下四部分组成:(1)涡街流量传感器，(2)压力变送器，(3)温度铂热电阻，(4)流量积算仪。上述四种计量器具作为贸易结算的计量器具，需要正确选择，强制检定合格，正确安装后才能用于贸易结算。涡街流量传感器的工作原理是卡门涡街原理。流体中设置有涡流发生器(vortex generator ),当空气流过时，从涡流发生器的下游侧产生有规律的交变涡流。在一定的雷诺数范围内(2×104~7×106)，涡流的频率与涡流发生器和管道的几何尺寸有关，且涡流的频率与流量成正比。这个频率可以被探头探测到。

式中:b——节流器的宽度，m；

u-通过流量计的平均流量，m/s；

f——涡流的频率，Hz；

Sr-罗哈尔常数。

一般用户在市场上选择购买涡街流量传感器时，应购买标有χ MA的涡街流量传感器，即取得中华人民共和国计量器具制造许可证的企业生产的涡街流量传感器。如果流量计用于贸易结算，则属于强制检定。使用前应送当地计量部门检定，检定合格后方可安装使用。检定请参照JJG1029-2007涡街流量计检定规程。

在购买涡街流量计之前，用户首先要做的是选择合适的涡街流量计。选择合适的涡街流量计非常重要。涡街流量计的直径从DN15到DN300。因为涡街流量计直径越大，仪表系数越小，频率分辨率越低，精度越差。所以选择口径一般不要大于DN300。不同口径的流量计有不同的量程。涡街流量计应根据其实际用途合理配置。首先，应该确定蒸汽的大致数量。其次，需要确定管道中的蒸汽是过热蒸汽还是饱和蒸汽。后期需要了解管道内蒸汽的状态，如压力、温度等，合理配置压力变送器和温度铂电阻。通过仪表说明书可以找到不同口径仪表的流量测量范围。

表1

涡街流量计表1。

在实际使用过程中，所谓的仪器超量程运行，其实就是仪器超速运行。也就是说，气体流过涡流传感器太快，导致测量不准确。以DN200的涡街流量传感器为例:

表2

流量计的测量范围

涡流传感器的截面图

图1涡流传感器截面图

管道截面积:S1 = π R2 = 3.14× 0.12 = 0.0314m2

流体的截面积:S2≈2R×b=0.2×0.056=0.0112m2

涡街流量传感器的截面积:S=S1-S2=0.0202m2 .当流量为4000m3/h时，此时通过气体涡街流量传感器的流量υ:

一级方程式

当流量为400m3/h时，此时通过涡街流量传感器的气体流量υ:

公式2

测量蒸汽时，涡街流量计不应超过仪表的流量上限。上限流速受介质的可压缩性限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度限制。建议涡街流量计的正常流量应在正常流量范围的1/2 ~ 2/3之间。

涡街流量计安装是否正确直接影响其准确测量。安装仪表时应注意以下几点:1。安装应符合仪表使用说明书的要求，并保证涡流传感器上下游直管段的长度。2.上游和下游管道的内径应与传感器的内径相同。3.管道应与传感器同心。4.垫圈不应伸入管道。其内径比传感器内径大1mm~2mm。5.传感器的安装地点应尽量避开振动源，安装管道支架是减振的有效方法。6.在电气安装中，要注意传感器和转换器之间要用屏蔽电缆或低噪声电缆连接，距离不能超过规范。布线时应远离大功率电源电源线，并尽可能用单独的金属套管保护。应遵循“一点接地”的原则。整体式和分离式都应在传感器侧接地，并且

铂电阻和压力变送器的安装位置应符合JJG1029-2007《涡街流量计检定规程》中7.1.1.4和7.1.15的要求，测温位置应位于流量计下游(2~5)D处(D为管径)。压力测量位置应在流量计下游(2~7)D处。测压孔的轴线应垂直于直径为(4 ~ 12) mm的测量管的轴线，温度铂电阻和压力变送器的安装方法应符合GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》4.2、4.3和5.4的要求。当压力源组件和温度源组件在同一管段上时，

测量蒸汽时，压力源部分应配有回路或U形冷凝管。测量低压的压力变送器的安装高度应与压力点的高度一致。下图显示了压力变送器的四种安装方法:

建议使用图2所示的安装方法。如果有必要选择图3和图4所示的安装方法，必须对压力进行补偿。不建议按图5安装，因为不能确定P '和P的关系。通常，建议根据仪表规范中的图5安装压力变送器。在此，如果条件允许，建议您按照图2安装压力变送器。

涡流压力变化1

涡流压力变化2

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