一、工作原理

智能渦街流量計(jì)的基本原理是卡門(mén)渦街原理，即“渦等旋渦分離頻率與流速成正比”。

流量計(jì)流通本體直徑與儀表的公稱(chēng)口徑基本相同，如圖一所示，流通本體內(nèi)插入有一個(gè)近似為等腰三角形的柱體，柱體的軸線與被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)方向垂直，底面迎向流體。

當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過(guò)柱體時(shí)，在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，旋渦不斷產(chǎn)生和分離，在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明，旋渦分離的頻

率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。

                  F=Sr

式中：f——柱體側(cè)旋渦分離的頻率（Hz）

      V——柱側(cè)流速（m/s）     d——柱體迎流面寬度（m）；

      Sr——斯特勞哈爾數(shù)，是一個(gè)取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無(wú)關(guān)的常數(shù)，Sr：0.17～0.18。

圖一 圓管內(nèi)的渦街

智能渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值，因此，流經(jīng)管內(nèi)的平均流速V與柱側(cè)流速V有固定的比值：

由于上式中，d和D都是已知的結(jié)構(gòu)尺寸，而Sr是常數(shù)，因此測(cè)得旋渦分離頻率f，便測(cè)得了管內(nèi)平均流速，從而測(cè)得流量Q：

Q=3600F·V （m3/h）

式中：F——流量計(jì)流通本體的流通面積（m2）

V——流量計(jì)流通本體的平均流速（m/s）

旋渦交錯(cuò)分離，在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動(dòng)的壓力，設(shè)在柱體內(nèi)部（或后面）的檢測(cè)探頭受到這種微小的脈動(dòng)壓力的作用，使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號(hào)。檢測(cè)放大器將交變電荷信號(hào)進(jìn)行變換、放大、濾波和信號(hào)整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流（或電壓）脈沖信號(hào)。流量計(jì)輸出的每一個(gè)脈沖將代表一定體積的被測(cè)流體。一段時(shí)間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù)，將代表這段時(shí)間內(nèi)流過(guò)流量計(jì)的流體總體積。

二、主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

1、 使用條件及技術(shù)參數(shù)

環(huán)境溫度：-40℃～55℃；  相對(duì)濕度：5%～90%；

大氣壓力：86～106kPa；

被測(cè)流體是單相流體或可以認(rèn)為是單相的流體；

流量計(jì)上下游有符合表1規(guī)定的直管段。

表1 儀表安裝的直管段要求（D為管道內(nèi)徑）                       

表1

2、 技術(shù)參數(shù)

公稱(chēng)通徑：25～300mm；              公稱(chēng)壓力：2.5MPa、4.0MPa；

測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、蒸氣；       精度等級(jí)：1.0級(jí)；

介質(zhì)溫度：-40℃～+320℃；          重復(fù)性：≤0.2%；

線性度：≤±1.0%；                 本體材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti；

連接方式：法蘭卡裝式；             負(fù)載電阻：最大負(fù)載電阻不超過(guò)350Ω

供電電源：24VDC；                  輸出信號(hào)：電流脈沖；

流量范圍：見(jiàn)表2及其說(shuō)明A與B

表2  LUGB系列流量計(jì)范圍表                                        表2

注1：表2中所列流量范圍是在下述狀態(tài)下標(biāo)定的：

對(duì)于氣體是在溫度為0℃，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣（ρ0=1.293kg/m3）；

對(duì)于液體是為4℃的水（ρ0=1000kg/m3）；

對(duì)于蒸汽是絕對(duì)壓力為0.4Mpa的干飽和蒸汽（ρ0=2.1628kg/m3）；

當(dāng)介質(zhì)條件不是上述條件或用于其它介質(zhì)時(shí)，流量計(jì)的流量范圍受到密度和粘度影響。此時(shí)，流量范圍按以下方法確定：

說(shuō)明：A、下限流量：

（1） 可根據(jù)表2給出的下限流量Qmin，基準(zhǔn)介質(zhì)密度ρ0（氣體ρ0=1.293kg/m3；液體ρ0=1000kg/m3；蒸汽ρ0=2.1628kg/m3）和使用介質(zhì)密度ρ，按下式計(jì)算不同使用介質(zhì)密度下限流量Qminρ；

Qminρ=Qmin ρ0/ρ（m3/h）

（2） 可根據(jù)使用介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度ν，按下式計(jì)算粘度下限流量Qminν

Qminν=6νD ×104（m3/h）

式中：D——管道內(nèi)徑（mm） ν——運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)

比較Qminρ和Qminν，其中取數(shù)值較大的一個(gè)作為該型號(hào)流量計(jì)在該種介質(zhì)使用時(shí)的下限流量。

說(shuō)明：B、上限流量

各種不同介質(zhì)的使用上限流量如表2所示。一般情況下，液體的上限流速為6m/s；氣體或蒸汽的上限流速為45m/s。

注2：智能渦街流量計(jì)的阻力系數(shù)Cd=2.2：流量計(jì)在不同的流量下的阻力損失可按下式計(jì)算：

式中：△P——阻力損失（Pa）

      ρ——介質(zhì)密度（kg/ m3）

       V——管內(nèi)平均流速（m/s）

注3：使用介質(zhì)為液體時(shí)，為防止氣化和氣蝕，應(yīng)使流量計(jì)處的流體壓力P滿足下式要求：

P＞2.6△P+1.25Ps

式中：△P——壓力損失計(jì)算值；

      Ps——與工作溫度對(duì)應(yīng)的該液體的飽和蒸汽壓(kPa)；

      P——流體壓力（kPa）

圖二 傳感器的結(jié)構(gòu)圖

1、蓋子；2、外接導(dǎo)線端子；3、外接導(dǎo)線引出孔；4、探頭引線；5、放大器殼體；6、放大器線路板；7、壓緊螺塞；8、鋼墊圈；9、橡膠密封墊；10、支承桿；11、鎖緊螺母；12、M6內(nèi)六角螺栓；13、墊圈φ6；14、流通本體；15、旋渦發(fā)生體（△柱或T形柱）；16、上游工藝管道；17、M5內(nèi)六角螺栓；18、墊圈φ5；19、探頭；20、密封墊圈；21、石棉橡膠墊圈；22、凹面安裝法蘭；23、雙頭螺栓螺母；24、下游工藝管道。