管道式涡街流量计
管道式涡街流量计
目录
- 1仪表优点
- 2适用与不适用说明
- 3电流不准确原因
- 4优势
- 5简介
1仪表优点
· 度较高，液体测量精度为±1.0%；气体测量精度为±1.5%
· 压损小，约为孔板流量计的1/4，属于节能流量仪表
· 安装方式灵活，可水平，垂直和不同角度倾斜安装
· 采用消扰电路和抗震动传感头，具有一定抗坏境震动性能
· 无可动部件，仪表寿命长[1]
2适用与不适用说明
适用介质：气体、液体、蒸汽
不适用介质：高粘度液体
流体管道不可有明显振动[2]
3电流不准确原因
涡街流量计4~20mA电流不准确的原因通常有哪几种
涡街流量计4-20mA的信号输出有两种：数字信号输出、模拟信号输出。
模拟信号输出存在如下缺陷：需要调节零点、满量程。在正常工作时，会发生零点、满量程漂移现象；模拟信号的输出的线性度存在缺陷，不能做到完全线性。
数字信号的电流输出，很好的克服以上的缺点，数字信号的精度很高，为1/65535，即16位的数字精度。
M头涡轮流量计、气涡轮流量计的电流输出，采用的是数字芯片。
电流信号由于存在保护电路，防止现场接错线或接错电压等级，保护电路会对电流产生固定的误差值，这一小部分电流通过保护回路泄露掉，其值大约为0.02-0.04左右。在电流信号要求特别高的场所，必须将保护电路拆掉。
因此，保护电路存在双面性，即安全性与精度的一对矛盾体。[3]
4优势
雷诺数对涡街流量计的影响
(1)雷诺数对涡街流量计的影响 在一定的雷诺数范围之内，输出频率信号同流过测量管的体积流量之间的关系不受流体物性（密度、黏度）和组分的影响，即流量系数只与旋涡发生体及管道的形状尺寸有关，因此，只需在一种典型介质中标定其流量系数而适用于各种介质，这是一大优点。但若雷诺数超过这一范围，就要产生影响了。
图8.4所示为涡街流量计工作原理。在流体流动的管道中设置一个旋涡发生体（阻流体），于是在发生体下游的量册就会交替地产生有规则的旋涡。这种旋涡称为卡曼涡街。此旋涡的频率同各因素的关系可用式（8.5）表述，即
（8.5）
式中 ——发生体一侧产生的卡曼涡街频率；
——斯特罗哈尔数(无量纲数)；
——流体的流速；
——旋涡发生体的宽度。
图8.5所示为圆柱状旋涡发生体的斯特罗哈尔数同雷诺数的关系。由图可见，在 4～7×106范围内，是曲线的平坦部分（Sr＝1.7），卡曼涡街频率与流速成正比，这是仪表正常工作范围。在 =5×103～2×104范围内，旋涡能稳定发生，但因斯特罗哈尔数增大，所以流量系数须经校正后才能保证流量测量度。当ReD<5×103后旋涡不发生或不能稳定地发生。
本节讨论的是 =5×103～2×104的区间如何提高流量测量度的问题。如果获得可靠的校正系数并用适当的方式实现在线校正就能将测量度提高，将范围度显著扩大。
（2）雷诺数影响的校正 表8.2给出了YF100系列涡街流量计低雷诺数测量段的校正系数表。使用这一表格的方式也有在线计算和离线计算之分。其中在线计算法多在带CPU的涡街流量变送器（传感器）中使用，离线计算多在流量显示表中用折线法实现校正时使用。
表8.2 雷诺数校正系数
雷诺数ReDi
校正系数A
雷诺数ReDi
校正系数A
5,5×,1030.8862,0×,1040.9908,0×,1030.9354,0×,1041.0001,2×,1040.964在线计算校正系数的程序框图。图中的Kt为流量系数，D为测量管内径， 为流体黏度，qm为质量流量。
离线计算就是计算满量程的雷诺数和各典型流量点的流量值，然后制作折线，填入仪表的程序菜单，仪表运行后，实现自动校正。
（3）举例
①已知条件
a. 流体名称：柴油
b. 流体温度：30℃
c. 流体密度： 3
d. 流体黏度： ·s
e. 管道内径：D＝0.05m
f. 大流量：qvmax＝50m3/h
②计算
a.大质量流量qmmax的计算
qmmax＝
b.大流量时的雷诺数ReDmax的计算[使用式（8.2）]
ReDmax ＝ 4
c.各典型流量点的体积流量qvi的计算
（8.6）
将表8.2中各典型流量点雷诺数代入式（8.6）得各点流量qvi，列于表8.3中。
表8.3 各特征点校正系数
流量值qvi/（m3/h）
雷诺数ReDi
校正系数A
流量值qvi/（m3/h）
雷诺数ReDi
校正系数A
2.9765,5×,1030.88610.8232,0×,1040.9904.3298,0×,1030.93521.6454,0×,1041.0006.4941,2×,1040.96450.0009,24×,1031.000这一方法可用来对黏度比水高一些的液体低流速段进行误差校正。
（4）在流量传感器（变送器）中的实现 上面所述的雷诺数影响的校正是在流量二次表中完成的，适用于涡街流量计本身无校正能力的测量系统。随着计算机技术渗透到流量一次表，有些涡街流量计本身也具备了这种校正功能。例如横河公司的YF100系列E型涡街流量计中，是用4段折线实现此项校正。折线的横坐标为旋涡频率 ，其纵坐标为校正系数A，如图8.7所示。
在表8.3所示的例子中，可从表8.3中的流量值qvi按下式求取各特征点频率 。
式中 ——体积流量，L/h或m3/h；
Kt——流量系数，P/L或P/m3（1P＝0.1Pa·s）。
然后将各点频率和所对应的校正值填入涡街流量计（变送器）菜单（第D21～D30条），并在“REYNOLDS ADJ”(雷诺数校正)项指定“1”（执行），仪表运行后，就能将雷诺数对流量系数Kt的影响自动按下式进行校正。
式中 ——校正后的流量系数，P/L或P/m3；
A——校正值；
Kt——未经校正的流量系数，P/L或P/m3。[4]
5简介
LUGB系列管道式涡街流量计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。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）
V 旋涡发生体两侧的平均流速（m/s）[5]
St 斯特哈罗尔系数（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，便形成了一系列的交变电信号，经前置放大器转换、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）。[6]
适用介质：气体，液体，蒸汽[7]
仪表型号[8]
LUGB-N
LUGB-A
LUGB-B
LUGB- C
LUGB- D1/D2
信号输出脉冲4-20mA无4-20mA可选4-20mA或脉冲供电电源24VDC±,15%24VDC±,15%锂电池24VDC±,15%24VDC±,15%和锂电池通讯接口无无无可选RS485可选RS485精度等级液体,1,0级,气体,1,0级,蒸汽,1,5级液体,1,0级,气体,1,0级,蒸汽,1,5级液体,1,0级,气体,1,0级,蒸汽,1,5级显示器无有有仪表材质304SS304SS304SS防爆等级可选ExiaIICT5或ExdIIBT6可选ExiaIICT5或ExdIIBT6可选ExiaIICT5或ExdIIBT6防护等级IP65IP65IP65整机功耗＜1W＜1W＜1W仪表通经DN15~DN300DN15~DN300DN15~DN300安装方式法兰夹持或一体化法兰连接法兰夹持或一体化法兰连接法兰夹持或一体化法兰连接耐压等级可选1,6MPa或2,5MPa可选1,6MPa或2,5MPa可选1,6MPa或2,5MPa介质温度-40℃~250℃,-40℃~350℃-40℃~250℃,-40℃~350℃-40℃~250℃,-40℃~350℃环境温度-20℃~60℃-20℃~60℃-20℃~60℃测量范围与压力等级仪表口径（mm）
液体测量范围（m3/h）
气体测量范围(m3/h)
DN151,2-6,25-25[9]
DN201.5-108-50DN251.6-1610-70DN321.9-1915-150DN402.5-2622-220DN503.5-3836-320DN656.2-6550-480DN8010-10070-640DN10015-150130-1100DN12525-250200-1700DN15036-380280-2240DN20062-650580-4960DN250140-1400970-8000DN300200-20001380-11000