智能渦街流量計

一、工作原理

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

流量計流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同，如圖一所示，流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體，柱體的軸線與被測介質流動方向垂直，底面迎向流體。

當被測介質流過柱體時，在柱體兩側交替產生旋渦，旋渦不斷產生和分離，在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實驗已證明，旋渦分離的頻

率與柱側介質流速成正比。

                  F=Sr

式中：f——柱體側旋渦分離的頻率（Hz）

      V——柱側流速（m/s）     d——柱體迎流面寬度（m）；

      Sr——斯特勞哈爾數，是一個取決于柱體斷面形狀而與流體性質和流速大小基本無關的常數，Sr：0.17～0.18。

圖一 圓管內的渦街

智能渦街流量計的設計柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值，因此，流經管內的平均流速V與柱側流速V有固定的比值：

由于上式中，d和D都是已知的結構尺寸，而Sr是常數，因此測得旋渦分離頻率f，便測得了管內平均流速，從而測得流量Q：

Q=3600F·V （m³/h）

式中：F——流量計流通本體的流通面積（m²）

V——流量計流通本體的平均流速（m/s）

旋渦交錯分離，在柱體兩側及柱體后面的尾流中產生脈動的壓力，設在柱體內部（或后面）的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用，使埋設在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力而產生交變電荷信號。檢測放大器將交變電荷信號進行變換、放大、濾波和信號整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流（或電壓）脈沖信號。流量計輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內的輸出總脈沖數，將代表這段時間內流過流量計的流體總體積。

二、主要參數及技術指標

1、使用條件及技術參數

環境溫度：-40℃～55℃；  相對濕度：5%～90%；

大氣壓力：86～106kPa；

被測流體是單相流體或可以認為是單相的流體；

流量計上下游有符合表1規定的直管段。

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

管道情況	上游	下游
同心收縮管，全開閘閥	15D	5D
90°直角彎頭	20D	5D
同平面兩個90°彎頭	25D	5D
半開閘閥	50D	5D
不同平面兩個90°彎頭	40D	5D
帶整流管束	12D	3D

2、技術參數

公稱通徑：25～300mm；              公稱壓力：2.5MPa、4.0MPa；

測量介質：液體、氣體、蒸氣；       精度等級：1.0級；

介質溫度：-40℃～+320℃；          重復性：≤0.2%；

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

連接方式：法蘭卡裝式；             負載電阻：最大負載電阻不超過350Ω

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

流量范圍：見表2及其說明A與B

表2  WSUG系列流量計范圍表                                        表2

對于氣體是在溫度為0℃，1個標準大氣壓下的空氣（ρ₀=1.293kg/m³）；

對于液體是為4℃的水（ρ₀=1000kg/m³）；

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