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气体流量计*

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铭宇仪表（淮安）有限公司
2025-03-21 20:26:26
淮安市
江苏省金湖县经济开发区环城西路
1037

【简单介绍】

气体流量计*的基本原理是卡门涡街原理,即“涡街旋涡分离频率与流速成正比“。变送器流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。

【详细说明】

一、气体流量计*概述：

气体流量计*金湖铭宇自控设备有限公司质优价廉服务至上欢迎广大客户：
的基本原理是卡门涡街原理,即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。变送器流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。

当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产生旋涡,旋涡不断产生和分离,在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”。理论分析和实验已证明,旋涡分离的频率与柱侧介质流速成正比。

旋涡交错分离,在柱体两侧及柱体后面的尾流中产生脉动的压力,设在柱体内部（或后面）的检测探头受到这种微小的脉动压力的作用,使埋设在探头内的压电晶体元件受到交变应力而产生交变电荷信号。该信号经放大器上的电荷变换、放大，滤波限幅和触发整形处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号再送到就地显示仪，传感器输出的每一个脉冲将代表一定体积的被测流体。一段时间内的输出总脉冲数,将代表这段时间内流过传感器的流体总体积。

传感器输出的电压脉冲信号送到连于一体的就地显示仪。就地显示仪采用微功耗CPU，测量涡街传感器输出的频率信号，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算，现场液晶显示瞬时流量和累计流量。

涡街流量计（气体流量计）的基本原理是卡门涡街原理,即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。变送器流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。

当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产生旋涡,旋涡不断产生和分离,在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”。理论分析和实验已证明,旋涡分离的频率与柱侧

传感器输出的电压脉冲信号送到连于一体的就地显示仪。就地显示仪采用微功耗CPU，测量涡街传感器输出的频率信号，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算，现场液晶显示瞬时流量和累计流量。
二、产品优势：

蒸汽流量计
▲不受温度、压力的影响，同时不易堵，不易卡，不易结垢，耐高温、高压。
▲安全防爆，适用于恶劣环境。
▲无可动部件、无空洞缝隙设计，产品无磨损、耐脏污，无需机械维修，使用寿命长。
▲采用微功耗高新技术，电池供电的现场显示型流量计，可不断电运行两年以上。
▲稳压补偿一体化设计。
▲电流输出均为电隔离型，具有良好的共模干扰抑制能力。
▲同时显示流量值与累计流量值，不必轮流切换。
▲采用抗振探头，有效消除外界振动影响。
▲电路采用表面贴装工艺，结构紧凑，可靠性高。
▲采用分体式信号转换器，电缆z长10米。
▲量程比宽达20:1。：柏
▲整体结构设计合理，动态测量范围宽，压力损失小。
▲分体式涡街流量计采用不锈钢材质，可适用于腐蚀性介质的测量。
▲现场液晶显示，脉冲、4-20mA输出或485通讯，可与工业自动化系统连接。

涡街流量计产品应用：涡街流量计广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体（氧气、氮气、氢气、天然气、煤气等）、水和液体（如：水、汽油、酒精、苯类等）的计量和控制.

三、技术参数：

公称通径（mm）	15、20、25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，（300～1000插入式）
公称压力（MPa）	DN15-DN200 4.0（>4.0协议供货），DN250-DN300 1.6（>1.6协议供货）
介质温度（℃）	压电式：-40～150，-40～260，-40～330；电容式： -40～400，-40～500（协议订货）
本体材料	1Cr18Ni9Ti，（其它材料协议供货）
允许振动加速度	压电式:0.2g 电容式:1.0～2.0g
准确度	±1%R，±1.5%R；插入式：±2.5%R，
范围度	1：6～1：30
供电电压	传感器：DC +12V，DC +24V；变送器：DC +12V ，DC +24V；电池供电型：3.6V电池
输出信号	方波脉冲（不包括电池供电型）：高电平≥5V，低电平≤1V；电流：4～20mA
压力损失系数	符合JB/T9249标准　Cd≤2.4
防爆标志	本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5
防护等级	普通型IP65 潜水型 IP68
环境条件	温度-20℃～55℃，相对湿度5%～90%，大气压力86～106kPa
适用介质	气体、液体、蒸汽
传输距离	三线制脉冲输出型：≤300m，两线制标准电流输出型（4～20mA） ≤1500m；负载电阻≤750Ω； RS485/HART≤1200m.

四、气体流量计产品选型：

型谱							说明
MYLUGB							涡街流量仪表
检测	B						压电式传感器
方式	E						电容式传感器
连接方式		1	仅对满管型				法兰连接型
		2	仅对满管型				法兰卡装型
		3	仅对插入型				简易插入型
		4	仅对插入型				球阀插入型
测量介质			2				液体
			3				气体
			4				蒸汽
公称通径				2			DN25
				…			… 单位：mm
				30			DN300
使用环境					P		普通型
使用环境					B		防爆型
输出信号						1	脉冲输出
						2	4～20mA电流输出，液晶显示
						3	RS-485通讯
						4	电池供电，不带温度、压力补偿
						5	温压补偿一体，4～20mA电流输出型
						6	温压补偿一体，电池供电型

五、气体流量计安装示意图：

1. 工作原理
在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图1所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式
f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
Sr--斯劳哈尔数；
m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

图1 卡曼涡街

管道内体积流量qv为
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　（2）
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　（3）
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。
K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯劳哈尔数有关。斯劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为
（4）

图2 斯劳哈尔数与雷诺数关系曲线

式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；
Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；
Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；
Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
2. 结构
VSF由传感器和转换器两部分组成，如图3所示。传感器包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D／A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。

图3 涡街流量计

例二：已知蒸汽压力和温度及工况流量时

测量介质为过热蒸汽，蒸汽温度为320℃，压力为1.5MPa（压）,流量范围为3t/h～25t/h, 试确定流量计口径。

步骤一：计算蒸汽的等效空气参比条件下的体积流量范围，经查附表（二）,该状态下蒸汽的密度为:5.665Kg/m3,由公式（8） :

765（m3/h）

6379（m3/h）

步骤二：根据等效参比流量范围765-6379m3/h，查表（二），比较适合该流量范围为DN200口径。


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