一、概述 涡街流量计是根据卡门涡街理论，利用了流体的自然振动原理，以压电晶体或差动电容作为检测部件而制成的一种速度式流量仪表。 该仪表采用独特的差动技术，配合隔离、屏蔽、滤波等措施，克服了同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问题，并采用了独特的检测探头封装新技术和防护措施，保证了产品的可靠性。产品有管道式和插入式两种结构型式，每种型式都有高温、高压、防腐、防爆、温压补偿一体型等规格，又有整体和分体结构，以适应不同的测量介质和安装环境。 该仪表具有量程比宽，精度高，安装维护方便和介质适应性广等一系列优点。可广泛应用于石油化工、冶金机械、食品、造纸，以及城市管道供热、供水、煤气等行业的各种低黏度液体、气体、蒸汽等单相流体的工艺计量和节能管理。 二、工作原理 涡街流量计根据卡门涡街理论，在流体中设置旋涡发生体，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。斯特罗哈尔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) St斯特罗哈尔系数（常数） d旋涡发生体迎流面宽度 V旋涡发生体两侧的平均流速(m/s) 图1 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，经过检测放大器转换、整形、放大处理后，输出脉冲频率信号，或进一步转换成与流量成正比的4~20mA.DC标准电流信号。 三、基本特点 ● 安装简便，维护十分方便。 ● 应用范围广，压力损失小，运行费用低。 ●结构简单牢固，无可动部件，使用寿命长。 ●采用抗机械振动，抗冲击和抗脏污的结构新设计。 ●从检测探头到运放电路实现了高度的互换性和通用性。 ●可现场显示，也可远距离传输，还可与计算机控制系统联网。 ●检测元件不直接接触测量介质，尤其适合恶劣环境下的流量测量。 ●操作简单，全部参数设定和调试在出厂前已完成，一般通电后即可正常工作。 ●在一定雷诺数范围内，输出信号不受被测介质物理性质和组分变化的影响，仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关，调换配件后一般无须重新标定仪表系数。 四、技术参数 ● 测量介质：液体、气体、蒸汽 ● 测量范围：（见表1） ● 公称通径：（见表1）非标产品可根据用户要求特殊定做 公称通径 （mm） 工况流量范围（m /h） 液体 气体 蒸汽 15 0.8－8 5－50 6－60 20 1.2－12 6－60 7－70 25 1.8－18 9－90 10－100 32 2.2－22 14－140 16－160 40 2.8－28 20－200 23－230 50 3.8－38 30－300 35－350 65 6.2－62 50－500 58－580 80 13－130 80－800 95－950 100 20－200 100－1000 120－1200 125 30－300 150－1500 175－1750 150 50－500 200－2000 230－2300 200 100－1000 400－4000 460－4600 250 150－1500 600－6000 700－7000 300 200－2000 1000－10000 1200－12000 350 300－3000 1500－15000 1750－17500 400 350－3500 1800－18000 2100－21000 450 420－4200 2100－21000 2500－25000 500 500－5000 2500－25000 3000－30000 600 700－7000 3200－32000 3800－38000 700 950－9500 4900－49000 5700－57000 800 1200－12000 6400－64000 7500－75000 900 1600－16000 8100－81000 9500－95000 1000 2000－20000 10000－100000 12000－120000 1200 2900－29000 14000－140000 16000－160000 1400 4000－40000 19000－190000 22000－220000 1600 5000－50000 25000－250000 29000－290000 1800 6500－65000 32000－320000 37000－370000 2000 8000－80000 40000－400000 47000－470000 2200 9800－98000 48000－480000 56000－560000 2500 12500－125000 62000－620000 72000－720000 ● 温度范围：压电式-10℃~350℃ 电容式-20℃~500℃ ● 压力规格：PN1.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa 更高压力规格可特殊定做 ● 范围度：正常范围1：10 扩展后范围1：15 ● 压力损失系数：Cd 2.6 ● 系统测量精度：液体、气体 示值的 1% 蒸汽 示值的 1.5% 插入式流量计 示值的 2.5% ● 供电电压：三线制脉冲输出+12VDC、+24VDC（可选） 两线制电流输出+24VDC 现场显示型仪表自带3.6V锂电池 ● 输出信号：脉冲频率信号0.1~3000Hz 低电平 1V高电平 6V 两线制4~20mA.DC电流信号 三线制4~20mA.DC电流信号 ● 允许振动加速度：压电式 0.2g 电容式 1.0g ● 环境温度：普通型-30℃~65℃ 防爆型-25℃~50℃ 现场显示型-10℃~50℃ ● 环境湿度：相对湿度5~85% ● 大气压力：86~106Kpa ● 信号远传距离： 500m ● 信号线接口：内螺纹M20 1.5 ● 防爆等级：ExibⅡCT2-6 ● 防护等级：普通型IP65 潜水型IP68 ● 仪表材质：仪表外壳采用铝合金，表体部分采用不锈钢材质,也可根据用户要求采用特殊材质。 五、结构形式与外形尺寸 公称 通径 DN 表体 长度 L 仪表 高度 H 连接法兰(GB/T9119-2000) 连接螺栓(GB/T5780-2000) 配用无缝 钢管规格 法兰 外径 螺栓 孔距 法兰 厚度 螺栓 孔径 螺栓 数量 螺栓规格 15 130 3709565 14 14 8 M12 60 18 1.5 20 130 37010575 16 14 8 M12 60 25 2.5 25 150 37011585 16 14 8 M12 60 32 3.5 32 150 370140100 18 18 8 M16 70 38 3 40 150 370150110 18 18 8 M16 70 45 2.5 50 170 370165125 20 18 8 M16 70 57 3.5 65 170 380185145 20 18 8 M16 70 76 5 80 200 390200160 20 18 16 M16 70 89 4.5 100 220 400220180 22 18 16 M16 80 108 4 125 220 410250210 22 18 16 M16 80 133 4 150 270 430285240 24 22 16 M20 80 159 4.5 200 310 450340295 26 22 24 M20 90 219 9 250 370 480405355 28 26 24 M24 100 273 10 300 400 500460410 32 26 24 M24 100 325 12 法兰卡装式 法兰连接式 DNL1L2DH配无缝钢管15 72 90 95 370 18 1.5 20 72 90 105 370 25 2.5 25 72 90 110 370 32 3.5 32 72 90 114 370 38 3 40 72 90 150 370 45 2.5 50 80 102 165 370 57 3.5 65 80 102 185 380 76 5 80 84 106 200 390 89 4.5 100 84 110 220 400 108 4 125 94 120 250 410 133 4 150 94 124 285 430 159 4.5 200 110 144 340 450 219 9 250 122 164 405 480 273 10 300 140 186 460 500 325 12 350 154 206 520 530 377 12 400 168 226 580 550 426 12 450 182 248 640 580 480 14 500 196 270 715 600 530 14 注：常用无缝钢管直径为公制钢管直径，如采用英制钢管，需在定货单上注明。 六、型号与规格 表3 LUGB（E）□□-□-□□□-□□压电/电容式涡街流量计型谱表 安装 方式 2 法兰卡装式 3 法兰连接式 4 管道对焊式 5 固定插入式 6 球阀插入式 测量介质 2 液体 3 气体 4 蒸汽 公称通径 -XXXX 流量计公称通径用2-4位阿拉伯数字表示 例如：DN200用200表示 输 出 类 型 -2 脉冲频率信号无显示 -3 脉冲频率信号带显示 -4 电池供电现场显示型 -5 两线制4~20mA信号无显示 -6 两线制4~20mA信号带显示 -7 两线制4~20mA信号带HART通讯 -8 三线制4~20mA信号带显示 -9 三线制4~20mA信号带RS485通讯 温 度 规 格 2 -20℃～50℃ 3 50℃～250℃ 4 250℃～350℃ 5 350℃～500℃（仅电容式） 压 力 规 格 2 1.6Mpa 3 2.5Mpa 4 4.0Mpa 5 更高压力规格 补 偿 类 型 -P 带一体化压力补偿 -T 带一体化温度补偿-PT 带一体化温度、压力补偿特 殊 类 型 F 分体式 Q 潜水型 N 耐腐蚀型 A 本安防爆型 D 不断流检修型 型谱举例： 65口径电容式法兰卡装型两线制涡街流量变送器，带一体化温度、压力补偿，测量介质蒸汽，温度200度，压力0.8Mpa，分体式安装，仪表型号为LUGE24-65-632-PTF 七、选型 流量计的选型是一项非常重要的工作，正确的选型是流量计能正常工作的前提条件，统计表明流量计70%的故障是由于选型错误或安装不当造成的。因此，必须正确对流量计进行选型，具体的选型方法可参照以下几条： 流量计的选型可以对照型谱表（表？？？）来进行，通过确定安装方式、测量介质、公称通径、温度规格、压力规格、输出类型等参数来完成对仪表的选型，下面主要介绍一下公称通径的选择方法。 公称通径的选择主要是根据测量介质在工作状况下的流量范围从表1中查表选择的，测量介质的流量范围必须在参比介质的流量范围之内，否则不能使用，最佳是处于参比介质流量范围的1/2-2/3处。如果选择的通径与管道内径不一致，则需要采用缩管或扩管变径，切不可认为流量计的公称通径与管道内径一致就一定合适。 表1所提供的参比介质的流量范围是指工作状况下的体积流量范围，如果仅知道测量介质的质量流量或者标准状况下的体积流量，则应先换算成工况下的体积流量，再与表1给定的流量范围相对照。 由质量流量换算工况下的体积流量按下式计算： Q=M/ 式中：Q 工况下的体积流量（m /h） M 工况下的质量流量(Kg/h) 工况下的介质密度(Kg/m ) 由标准状况下的体积流量换算工况下的体积流量按下式计算： 式中：Qv 工况下的体积流量（m /h） Qb 标况下的体积流量（m /h） P 介质的工作压力(表压MPa) T 介质的工作温度（℃） 如果测量介质的工况密度与参比介质的工况密度差别较大时，则需要重新计算该介质的工况流量范围，再与表1给定的流量范围相对照。 式中：Q 测量介质的工况体积流量（m /h） Q0表1给定的工况下的体积流量（m /h） 0 参比介质的工况密度(Kg/m ) 测量介质的工况密度(Kg/m ) 表1给定的参比介质是三种典型介质在特定条件下适应的数据： ●液体介质为水： T=20℃ =1000Kg/m ●气体介质为空气：T=20℃ P=0.10MPa（绝压） =1.205Kg/m ●蒸汽为过热蒸汽：T=188℃ P=0.38MPa（绝压） =2.2769Kg/m 当测量介质为液体时，为了防止气蚀，应使通过流量计的介质压力符合下式要求： P 2.6△P+1.25Ps(Pa) 式中：△P介质的压力损失（Pa)，以下式计算： △P=1.2 V (Pa) P流量计下游3.5-7.5D处最小压力（Pa） V介质的平均流速（m/s） Ps工作温度下液体的饱和蒸汽绝对压力(Pa) 选型举例 某车间蒸汽管道直径为150mm，每小时用3-8吨饱和蒸汽，压力表显示工作压力为0.8MPa，现选用涡街流量计对该车间进行蒸汽计量，试选择合适的流量计型号。 计算：a.查饱和蒸汽密度表得该工作压力对应的蒸汽密度为4.66Kg/m b.管道最大工况体积流量为： Qv=M/ =8000/4.66=1717（m /h） 同理：最小流量为643m /h c.查表1，150口径流量计工况下蒸汽的流量范围为230-2300m /h。显然，计算出的体积流量范围满足150mm口径流量计的流量范围，因此，选用与管道公称通径相同口径的流量计是合适的。 d.查饱和蒸汽密度表得该工作压力对应的蒸汽温度为175℃，小于250℃，所以选用涡街流量计型号为LUGB24-150-232。