渦街流量計(jì)怎么選型

隨著流量計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，渦街流量計(jì)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，但由于這種流量計(jì)的使用時(shí)間較短，在實(shí)際選用中往往會(huì)遇到許多問(wèn)題，文章簡(jiǎn)述了渦街流量計(jì)的工作原理，并給出了具體的選型使用建議。

渦街流量計(jì)是具有當(dāng)代先進(jìn)水平的全新流量?jī)x表，它是70年代末，80年代初發(fā)展起來(lái)的一種自然振蕩型流量計(jì)，自從問(wèn)世以來(lái)便以嶄新的原理和結(jié)構(gòu) 表現(xiàn)出其他儀表無(wú)法比擬的優(yōu)越性，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，適用流體種類多，準(zhǔn)確度較高，流量范圍寬，壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，在很短的時(shí)間內(nèi)就得到了大 量的應(yīng)用。但由于應(yīng)用時(shí)間短，在應(yīng)用方面理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，根據(jù)我廠多年的使用實(shí)踐證明，合理的選型使用是應(yīng)用好這種流量計(jì)的關(guān)鍵。

1流量計(jì)的工作原理

一個(gè)非線性物體置于流場(chǎng)中便會(huì)在物體的后方交替分離釋放出兩列規(guī)則的交錯(cuò)旋渦，這種旋渦稱為“卡門(mén)渦街”。

非流線型物體稱為旋渦發(fā)生體，在一定的流量范圍內(nèi)，旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速（流量），通過(guò)各種形式檢測(cè)出旋渦分離頻率了可以測(cè)出流體的流量，設(shè)被測(cè)介質(zhì)來(lái)流的平均流速。，旋渦發(fā)生體的迎流面寬度為d，則有如下關(guān)系式：

式中f為渦街頻率;d為旋渦發(fā)生體寬度;，為來(lái)流速度;s，為斯特勞哈爾數(shù);d為表體通徑。

s，為一無(wú)量綱數(shù)，對(duì)于一定的旋渦發(fā)生體，斯特勞哈爾數(shù)s;與雷諾數(shù)r。

當(dāng)雷諾數(shù)r。在2x104一7xro“范圍內(nèi)時(shí)斯特勞哈爾數(shù)s，可以認(rèn)為是常數(shù)。

由式（1）可知，在旋渦發(fā)生體迎流面寬度d和斯特勞哈爾數(shù)5;為己知條件下，可以通過(guò)測(cè)量傳感器的分離頻率而確定管道內(nèi)流體平均流速。和體積流量。

2渦街流量計(jì)的選用

在選用渦街流量計(jì)時(shí)，首先要注意到測(cè)量介質(zhì)的溫度和壓力，所選用的儀表必須能適應(yīng)實(shí)際狀態(tài)的溫度和所承受的壓力。其次要選擇合適的口徑，如果口 徑選擇過(guò)大，不僅提高了成本，而且也不能發(fā)揮流量計(jì)的能力，測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn);如果選擇口徑過(guò)小，則壓降過(guò)大，或者出現(xiàn)空穴現(xiàn)象，這都將影響儀表準(zhǔn)確度。另外 超速還能影響儀表壽命，導(dǎo)致機(jī)械損壞。在渦街流量計(jì)選型之前，應(yīng)對(duì)管道介質(zhì)的流量進(jìn)行核算，以確定實(shí)際工作流量是否會(huì)超出所選流量計(jì)的測(cè)量范圍。一般情況 下，管內(nèi)的zui大工作流量（流速）是不會(huì)超出渦街流量計(jì)的測(cè)量上限（空氣50耐s，蒸氣70耐s，水7m/s）。因此，只需對(duì)管道介質(zhì)的zui小流量進(jìn)行核算。

如果渦街流量計(jì)是用于氣體測(cè)量，由于渦街流量計(jì)測(cè)量的是使用狀態(tài)下的體積流量，而一般提供的流量值往往是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值，因此，首先需將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)換算為工作狀態(tài)（液體因是不可壓縮性流體，一般不考慮這種狀態(tài)）。換算公式如下：

式中q。為工作狀態(tài)流量，m3/h;q。為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量，擴(kuò)/h;p，為工作狀態(tài)壓力，pa;今為工作狀態(tài)溫度，℃;t。為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度，℃（注，t。一般是20℃）。

渦街流量計(jì)的zui小流量一般受如下因素的限制：

（l）受流場(chǎng)的雷諾數(shù)的限制，前面講過(guò)，當(dāng)流場(chǎng)的雷諾數(shù)r?！?x104時(shí)，斯特勞哈爾數(shù)sr才是一個(gè)常數(shù)，產(chǎn)生的旋渦頻率與流速成線性 關(guān)系，所以，雷諾數(shù)re》2x104是渦街流量計(jì)的工作基本條件，當(dāng)雷諾數(shù)r?！?x104時(shí)，即使有旋渦產(chǎn)生并且能被檢測(cè)，此流量計(jì)的測(cè)量 數(shù)據(jù)也是有誤的。

（2）旋渦能量的限制，流體介質(zhì)流速較低時(shí)，旋渦強(qiáng)度不夠（旋渦強(qiáng)度與升力砂’成比例關(guān)系），旋渦的旋轉(zhuǎn)速度也低，不能產(chǎn)生足夠的升力，對(duì)于壓 電檢測(cè)，尤其是磁敏式檢測(cè)，能量不足以引起敏感元件變形或振動(dòng)，不能產(chǎn)生信號(hào)，即使雷諾數(shù)r。能滿足檢測(cè)要求也不能實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，儀表仍不能工作。

（3）測(cè)量液體介質(zhì)，還應(yīng)檢查zui小工作壓力是否高于工作溫度下的飽和蒸汽壓，即是否產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，若產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，流量計(jì)無(wú)法工作，即使能工作，測(cè)量值則偏大。

以上參數(shù)，廠家在說(shuō)明書(shū)中一般均有說(shuō)明，但一般廠家給出的zui小的流量是在特定的校準(zhǔn)狀態(tài)下（液體：常溫 水，‘=20℃，。=995.zkg/m，，，=1.006/ro一6m2/s;氣體：常溫空氣，t二20℃，p=0.impa，夕=l.zoskg /m，，卜二15/10一“mz/s給出的。

△p為zui大流量時(shí)傳感器的壓力損失

c。二2一2.6（阻力系數(shù)，各廠均有說(shuō)明）

。為管道平均流速，m/s;p、為工作溫度下液體的飽和蒸氣壓，pa。

比較（。fmin）。和（、。m、。），，選擇較大的一個(gè)流量即為該工況下的流量下限，用這個(gè)流量下限去選擇流量計(jì)。如果兩種口徑都能滿足測(cè)量 范圍時(shí)，為使管道內(nèi)的流速大一些盡可能選擇口徑小的傳感器。同時(shí)，流量范圍的確定還應(yīng)檢查是否在儀表的工作范圍，盡量要使流量計(jì)工作在上限流量的 1/2一2/3處zui為理想。

還有，在某些情況下，例如測(cè)量液體和大口徑管道的時(shí)候，旋渦的頻率是很低的，對(duì)于過(guò)低的頻率信號(hào)，電路放大濾波和整形都會(huì)發(fā)生困難，測(cè)量的上限則受到傳感器的頻率響應(yīng)和電路的響應(yīng)的限制。

所有各種儀表都有自己的特點(diǎn)，也必然有局限性，為了實(shí)現(xiàn)正確的計(jì)量，在選用渦街流量計(jì)時(shí)，同時(shí)應(yīng)注意渦街流量計(jì)的各種傳感器型式各有自己的特 點(diǎn)。熱敏式傳感器儀表靈敏度高，測(cè)量范圍大，下限流速低，在氣體測(cè)量，尤其密度較小的氣體測(cè)量時(shí)，能顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，但耐腐蝕性、耐臟污性不夠理 想。壓電式儀表靈敏度較好，傳感器信號(hào)輸出幅度大，耐贓污性好，缺點(diǎn)是抗系統(tǒng)振動(dòng)差一些，磁敏式儀表的zui大優(yōu)點(diǎn)是可以測(cè)量高溫介質(zhì)，zui高可達(dá)427℃，是 測(cè)量高溫蒸汽的理想儀表，耐腐蝕性也較好，相比之下，靈敏度和測(cè)量范圍不如熱敏式和壓電式。要掌握各種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，正確選用，發(fā)揮儀表的特 長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)。

3結(jié)束語(yǔ)

渦街流量計(jì)所具有的很多優(yōu)點(diǎn)使渦街流量?jī)x表成為這ro年來(lái)發(fā)展zui為迅速的流量技術(shù)之一。但是，由于有前面所說(shuō)的一些限制，在一些苛刻的場(chǎng)合，渦 街流量計(jì)的應(yīng)用還是受到一定限制。幸運(yùn)的是，在過(guò)去的幾年中，渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，技術(shù)水平有了很大的提高，一些限制己得到初步克服，將來(lái)， 隨著流量技術(shù)的不斷發(fā)展，渦街流量計(jì)必將得到更為廣闊的應(yīng)用。