高温型旋涡流量计的参数和应用

一、产品概述： 

  高温型涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。本仪表采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+350℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量计。

 

二、工作原理：

  高温型涡街流量计的测量原理是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时，它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街。在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式：f = St × V/d 式中: 

f 涡街发生频率 （Hz）

V 旋涡发生体两侧的平均流速（m/s ）

St 斯特罗哈尔系数（常数）

这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在检测探头上，便产生一系列交变电信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号（或标准信号）。

 

三、应用场合：

   高温型涡街流量计可广泛用于大、中、小型各种管道给排水、工业循环、污水处理，油类及化学试剂以及压缩空气、饱和及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量。

四、主要特点：

1、优点是抗振性能特别好，无零点漂移，可靠性高。

2、传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用先进数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件（特别是旋涡发生体）的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度；能产生强大而稳定的涡街信号。

3、在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。

4、输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网。

5、结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。

6、检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长,传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。

7、测量范围宽，量程比可达1：10。

8、测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿。

五、技术参数：

1、测量介质：液体、气体、蒸汽；

2、测量范围：（见下表）；

3、公称通径：（见下表）非标产品可根据用户要求特殊定做；

4、温度范围：压电式   -40℃ ~ 350℃      电容式   -60℃ ~ 450℃；

5、压力规格：PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa ,更高压力规格可特殊定做；

6、范 围 度：正常范围1：10   扩展后范围1：15；

7、压力损失系数：Cd≤2.6；

8、系统测量精度：液体、气体  示值的±1%；

       蒸 汽   示值的±1.5%；

       插入式    示值的±2.5%；

9、供电电压：传感器 +12VDC 、+24VDC（可选） 变送器 +24VDC；

   现场显示型 仪表自带3.6V锂电池；                                               

10、输出信号：传感器 脉冲频率信号0.1 ~ 3000Hz 低电平≤1V 高电平≥6V；

变送器 两线制4 ~ 20mA.DC电流信号；

11、允许振动加速度：压电式 ≤0.2g    电容式 ≤1.0g；

12、环境温度：传感器：-30℃ ~ 65℃   变送器、现场显示：-10℃ ~ 50℃；

13、环境湿度：相对湿度5 ~ 85%；

14、大气压力：86 ~ 106Kpa；

15、信号远传距离：≤500m；

16、信号线接口：内螺纹M20×1.5；

17、防爆等级：( ia )ⅡCT2 — T5；

18、 防护等级：普通型 IP65  潜水型IP68；

19、仪表材质：仪表外壳采用铝合金，表体部分采用不锈钢304材质,也可根据用户要求采用特殊材质。

六、现场需求：

1、低维护量-市场上大多数的涡街流量计是采用取压孔或插入式检测元件感应漩涡，一旦介质中杂质嵌入取压孔或感应元件与表体间的缝隙，则造成信号变弱或不稳定。良好的设计应该是没有容易堵塞的部分，从而降低维护量。

2、感应元件在线更换-某些厂家的感应元件与涡街发生体合二为一，看似简单的设计却给实际使用带来不便。因为一旦感应部分失效，则需要将管道内介质排空泄压后更换部件，影响生产。完善的设计应该是将二者分开，这样就可以单独更换感应部分，而无需将介质排空。

3、涡街流量计容易受到振动的干扰，设计精良的涡街流量计可以通过硬件和数字信号处理将干扰排除，从而得到稳定的信号。

4、涡街流量计安装的一个麻烦事前后需要很长的直管段，有些厂家可以提供在流量计内部缩径的设计，大大降低了用户专门维涡街流量计配备直管段的需求。

七、调试使用期间需要注意的问题：

1、流量计现场安装、维护须***遵守“有防爆性气体时勿开盖"的警告语，并在开盖前关掉外电源。

2、涡街流量计在室外使用时，建议加配防护罩。

3、不得随意松开流量计固定部分。压力传感器的保护。用户在使用流量计时，应注意流量计的压力过载值为压力传感器额定工作压力的1.5倍（即介质zui高压力的1.5倍）。选型应在规定的流量范围内，防止超速运行，以获得理想的准确度和保证正常使用寿命。（由于试压、吹扫管道或排气造成超速运转，以及涡轮在反向流中运转都可能导致流量计损坏）

4、涡街流量计投入运行时应缓慢开启阀门，防止瞬间气流冲击而损坏涡轮。加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2~3次。

5、涡街流量计运行时不允许打开后盖或更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。

八、安装使用中应注意的事项：

涡街无机械可动部件，体积小，耐腐蚀，性能稳定，可直接显示介质的工作压力、温度、流量以及标准状态下的气量，量程范围宽，计量误差小等优点，现已广泛用于油气井的生产计量和天然气的销售计量中。在多年来的现场应用中，我们认为该流量计适合于较为干净的干气计量，渐成为中小用气体计量仪表。要保证流量计计量准确，减少计量误差，请注意：

1、选型合理

勿使实际zui小流量QVmin低于所选通径流量计流量范围下限。

2、安装正确

涡街流量计上游的应有至少10D长度的计量直管段。直管段内壁应光滑、更不能有台阶，磨平连接法兰的焊缝，法兰垫片不能突入管道内。更不能把流量计的安装方向装反了。试验证明：一切不合理的安装，都将导致流量计计量值偏低。

3、远离震荡源，或在流量计上、下游安装支墩，以避免管线震动的影响。避免强磁场对流量计芯片的干扰。

4、气质相对干净

尤其不能出现液气两相流;气质较脏时，应即时清洗流量计。

5、减少气流脉动的影响

可在流量计前安装缓冲罐，或者加长流量计上游的计量直管段长度。

6、及时对流量计进行计量检定，确保量值准确可靠。

 

九、安装条件：

1、传感器可安装在室内，也可安装在室外。环境条件要符合要求。

2、传感器应安装在水平、垂直或倾斜（流体的流向自下而上）的与其公称通径相应的管道上。

3、传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时，应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。

4、传感器感应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。

5、被测介质含有较多杂质时，应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。

6、传感器的上、下游应配置一定长度的直管段，直管段的内壁应清洁、光滑，无明显凸凹、积垢和起皮等现象。其长度应符合图二的要求。安装液体传感器的附近管道内，应充满被测液体。

7、直管段内径尽可能与传感器通径一致，若不能一致，应采用比传感器通径略大的管径，误差要≤3%并不超过5mm。

十、注意事项：

1、专用法兰与直管段焊接时不能带着传感器焊接。

2、安装时应使传感器的流向标志与管道内流体流向一致。

3、传感器安装前，法兰凹槽内须***放好密封圈。压力和温度测量点的位置，取压点在传感器下游3～5DN处，测温点在下游5～8DN处。

4、测量高温介质时，切勿用隔热材料把传感器连接杆周围包起来。

5、连接传器的屏蔽电缆走向，应尽可能远离强电磁场的干扰场合。******不允许与高压电缆一起敷设，屏蔽电缆要尽量缩短，并且不得盘卷，以减少分布电感，长度不应超过200米。

6、安装传感器前，管道须***进行清洗。冲掉管内的杂质，避免通流后堵塞传感器。测量液体的管道须***充满被测液体，防止气泡的干扰。

7、测量气体的管道为防止储积液的干扰。安装位置如图五所示。高温高压下更换探头体时，须***anquan操作，做好高温防护。降温降压后在anquan条件下方可更换探头。

 

十一、选型要点：

正确选型才能保证涡街流量计更好的使用。选用什么种类的涡街流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使涡街流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做准确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡街流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡街流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

3、涡街流量变送器的选择

在饱和蒸汽测量中采用VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说须***满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。

4、压力补偿压力变送器的选择

由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，须***采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。

5、显示仪表选择

显示仪表智能流量显示仪，具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。

无锡铂睿测控仪表有限公司是专业生产涡街流量计厂家，公司产品广泛应用于核电、冶金、轻工、环保、建筑、冶金电力、石油化工、天然气、煤制气、医药、自来水公司和仪表厂家等，用户遍布全国。不铂睿专业设计制造玻璃板液位计，高温型涡街流量计，玻璃管液位计，超声波液位计，磁翻板液位计等，涵盖液位仪表，高温型涡街流量计，物位仪表几十个品种数百种规格的完整产品链，包括各种液位的测量、控制和传感器及配套仪表的开发研制和生产。