智能涡街流量计

一、工作原理

智能涡街流量计的基本原理是卡门涡街原理，即“涡等旋涡分离频率与流速成正比”。

流量计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。

                  F=Sr

式中：f——柱体侧旋涡分离的频率（Hz）

      V——柱侧流速（m/s）     d——柱体迎流面宽度（m）；

      Sr——斯特劳哈尔数，是一个取决于柱体断面形状而与流体性质和流速大小基本无关的常数，Sr：0.17～0.18。

图一 圆管内的涡街

智能涡街流量计的设计柱宽d与流通管直径D具有固定的比值，因此，流经管内的平均流速V与柱侧流速V有固定的比值：

由于上式中，d和D都是已知的结构尺寸，而Sr是常数，因此测得旋涡分离频率f，便测得了管内平均流速，从而测得流量Q：

Q=3600F·V （m³/h）

式中：F——流量计流通本体的流通面积（m²）

V——流量计流通本体的平均流速（m/s）

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。检测放大器将交变电荷信号进行变换、放大、滤波和信号整形处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的电流（或电压）脉冲信号。流量计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流量计的流体总体积。

二、主要参数及技术指标

1、使用条件及技术参数

环境温度：-40℃～55℃；  相对湿度：5%～90%；

大气压力：86～106kPa；

被测流体是单相流体或可以认为是单相的流体；

流量计上下游有符合表1规定的直管段。

表1 仪表安装的直管段要求（D为管道内径）                       表1

管道情况	上游	下游
同心收缩管，全开闸阀	15D	5D
90°直角弯头	20D	5D
同平面两个90°弯头	25D	5D
半开闸阀	50D	5D
不同平面两个90°弯头	40D	5D
带整流管束	12D	3D

2、技术参数

公称通径：25～300mm；              公称压力：2.5MPa、4.0MPa；

测量介质：液体、气体、蒸气；       精度等级：1.0级；

介质温度：-40℃～+320℃；          重复性：≤0.2%；

线性度：≤±1.0%；                 本体材质：1Cr18Ni9Ti；

连接方式：法兰卡装式；             负载电阻：最大负载电阻不超过350Ω

供电电源：24VDC；                  输出信号：电流脉冲；

流量范围：见表2及其说明A与B

表2  WSUG系列流量计范围表                                        表2

对于气体是在温度为0℃，1个标准大气压下的空气（ρ₀=1.293kg/m³）；

对于液体是为4℃的水（ρ₀=1000kg/m³）；

对于蒸汽是绝对压力为0.4Mpa的干饱和蒸汽（ρ₀=2.1628kg/m³）；