渦街流量計的原理

摘  要：介紹渦街流量計的測量（liàng）原理及應用。具體介紹渦街流（liú）量計的選擇，渦街流量計的參數設定（dìng），安裝及（jí）使用注意事項。與（yǔ）孔（kǒng）板流量計相比，具有結構簡單，安裝、維護方便，測量範圍寬等特點。

關鍵詞（cí）：流量測量 飽和蒸（zhēng）汽（qì） 渦街流量計 孔板

飽和蒸汽流量測量在80年代人（rén）們普遍采用標準孔板流量計，但從流量儀表發展狀況來看，孔板流量計盡管其曆史（shǐ）悠久、應用範（fàn）圍廣；人們對它的研究（jiū）也最充分，試驗數據最完（wán）善（shàn），但用標準孔板流量計來測量飽（bǎo）和蒸汽（qì）流量，它仍存在一些不足之（zhī）處（chù）：其（qí）一，壓力損失較大；其二，導壓管、三組間及連接接頭容易泄漏（lòu）；其三（sān），量程（chéng）範圍（wéi）小（xiǎo），一（yī）般為3比1，對流量（liàng）波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具（jù）有結構簡單，渦街變送器直接安裝於管道上，克服了管路泄漏現象。另外（wài），渦街流量計的壓力損失較（jiào）小，量程範圍寬，對飽和蒸汽測量（liàng）量（liàng）程比可（kě）達30比1。因此，隨著渦街流量計（jì）測量技術的成熟，渦街流量計的使用越（yuè）來越（yuè）受到（dào）人們的青睞。

一、渦街流量計的測量原理

渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的（de），流體在管道中經過（guò）渦街流量變送器時，在三角柱（zhù）的（de）旋渦發生體後上下（xià）交替產生（shēng）正比於流速（sù）的兩（liǎng）列旋渦（wō），旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平（píng）均速度及旋（xuán）渦發生體特征（zhēng）寬度有（yǒu）關，可用下式表示：

f＝S_tv／d

式中:f為旋渦的釋（shì）放（fàng）頻（pín）率，Hz；v為流過旋渦發生體的（de）流體平均速度，m/s；d為旋渦發生（shēng）體特征寬度，m；S_t為斯特羅哈數，無量綱，它的數值範圍（wéi）為0.14－0.27。S_t是雷諾數的函（hán）數，S_t=f（l/Re）。

當雷諾數Re在（zài）10²~10⁵範圍內，S_t值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在10²~10⁵，旋渦頻率f＝0.2v/d。

由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流（liú）體平（píng）均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A為流體（tǐ）流過旋渦發生體的（de）截麵（miàn）積（jī）。

當旋渦在發生體（tǐ）兩側產生時（shí），利用壓電傳感器測出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉換為電的頻率信號，再將頻率信號進行放大和整形，輸（shū）出到二次（cì）儀表，進行累積（jī）、顯示。

二、渦街流量計的應用

1、渦用流量計的選擇

（1）渦街流量變送器的選擇

我公司在飽和蒸汽測量中采用合肥儀表總廠生（shēng）產的（de）VA型壓電式渦街流量變送（sòng）器，由於（yú）渦街（jiē）流量計量程範圍寬，因此，在實際應用中，一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低於渦街流（liú）量計的下限，也（yě）就（jiù）是說必須滿足流體流速不得低於5m/s。根據用汽量的大小選用不（bú）同口徑（jìng）的渦街流量變送器，而不能以現有的工藝管道（dào）口徑來選擇變送器（qì）口徑。

（2）壓力補償壓力變送器的選擇

由（yóu）於飽和蒸汽管路長，壓力波動較大，必須采用壓力補償，考慮（lǜ）到壓力、溫（wēn）度及密度的對（duì）應關係，測量中隻采用壓力補償（cháng）即可，由於（yú）我公司管道飽和蒸汽壓力在0.3－0.7MPa範圍，壓力變（biàn）送器的量程選擇（zé）1MPa即可。

（3）顯示（shì）儀表選擇

顯示儀（yí）表智能流量顯示儀，具（jù）有溫壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。

2、渦街流量計的多數（shù）設定

（1）儀（yí）表係統的設定，合肥儀表總廠需設定的儀表

係數K可用下式表示：

K= 1000/K₀

式中：K₀為渦街發生體在出廠時標定的儀表常數，L/脈衝；k的單位為脈衝數/m³。

（2）壓力補償（cháng）壓力變（biàn）送器的量程設定。

（3）壓力、流量報（bào）警上限設（shè）定。

3、渦街流量計（jì）的安裝

（1）渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁幹（gàn）擾較強的地方，振動存在的地方必須采用減振（zhèn）裝置，減少管道受振動的影響。

（2）直管段（duàn）的（de）配置，前後直管段要滿足渦街流量計的要求，所配管道內徑也必須和渦街流量變（biàn）送器內徑（jìng）一致。

4、渦街流量計使用注（zhù）意事項

盡量減少管道（dào）內汽錘對渦街發（fā）生體的衝擊。振（zhèn）動較大而又無法消除時（shí），不（bú）宜采（cǎi）用渦街流量（liàng）計。

三、結束語

渦街流量計在我（wǒ）公司投（tóu）入（rù）使用後，克服了原孔板流（liú）量計諸（zhū）多不（bú）足，對（duì）飽和（hé）蒸汽的測（cè）量更準（zhǔn）確、更穩（wěn）定（dìng），維護又方便（biàn），但值得注意的是測量飽和蒸汽流體流速（sù）不得低於5m/S，否則，流量計量（liàng）值會偏低。