渦街流量計在高壓風計量中的應用

 1 渦街流量計工作原理及特點

    渦街流量計是 基于卡門渦街原理進行測量的一種具有*水平的流量計，由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點，自七十年代以來得到了迅速發(fā)展，據有關資料顯示，現在日 本、歐美等發(fā)達國家使用渦街流量計的比例大幅度上升，己廣泛應用于各個領域，將在未來流量儀表中占主導地位，是孔板流量計的替代產品。

    渦街流量計在測量管道中設置一個垂直的柱狀物，流體通過柱狀物兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦也被稱為卡門渦街。卡門渦街的釋放頻率與流體的流動速度及柱狀物的寬度有關，可用下式表達：

    式中：

    f—卡門渦街的釋放頻率；

    Sr—傳感器系數（稱為斯特羅哈數）；

    v—流速；

    d—柱狀物的寬度

    由此公式可見，在儀表系數Sr和柱狀物寬度d不變的情況下，卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，因此通過測量卡門渦街的釋放頻率就可計算出 管道內流體的瞬時流量。KTLU系列渦街流量傳感器的旋渦釋放頻率是根據旋渦交替地作用于檢測傳感器上的應力，通過在它內部的壓電元件來檢測出的。

    經過數十年的發(fā)展改進，渦街流量計的測量技術日臻成熟，相對于其它流量計，它具有以下特點：

    ①結構簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠；

    ②安裝簡單，維護十分方便；

    ③輸出信號是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，度高；

    ④測量范圍廣，量程比可達1：10-1：20，但不適于測量流速過低的介質，因為介質流速過低，則旋渦的強度、旋轉速度也低，難以引起傳感元件產生響應信號，旋渦頻率也小，會使信號處理發(fā)生困難；

    ⑤壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義；

    ⑥在一定的雷諾數范圍內，輸出信號頻率不受流體物理性質和組分變化的影響，儀表系數僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關，測量流體體積流量時無需補償，調換配件后一般無需重新標定儀表系數；

    ⑦應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量；

    ⑧當需要進行壓力和溫度補償時，可配備壓力和溫度變送器進行壓力溫度補償。

    2.測量系統組成

    對高壓風的流量測量系統由上海肯特KTLUD渦街流量傳感器和KTZX-2智能流量積算儀組成。渦街傳感器主要是由傳感器（內有放大板）， 連桿，漩渦發(fā)生器組件（內有三角柱，探頭）構成，可用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體的測量。在本測量系統中，渦街流量傳感器安裝在垂直管道 上，它將與高壓風流量相對應的脈沖信號發(fā)送給智能流量積算儀。KTZX智能流量積算儀采用*的單片機技術，可配合渦街流量傳感器或孔板流量傳感器進行流 量測量，它具有全中文液晶顯示屏，可以顯示瞬時流量、瞬時熱量、累計流量、累計熱量、渦街頻率、介質壓力溫度、密度、時間和日期等多種信息，還具有小流量 自動補償、停電流量補償、自動抄表等豐富的功能。接入溫度壓力信號還可以自動進行溫度壓力補償。它將來自流量傳感器的脈沖信號轉換為瞬時流量并進行累積用 于就地顯示，并輸出一個與瞬時流量成正比的4-20mA的信號，以方便同DCS的連接。