渦街流量計(jì)是基于流體振動(dòng)開展起來(lái)的,依據(jù)旋渦的不同,檢測(cè)方式從熱絲式、熱敏式逐步開展了應(yīng)力式、磁敏式及差動(dòng)開關(guān)電容式、超聲波式等。渦街流量計(jì)簡(jiǎn)直可用于一切可構(gòu)成旋渦列的場(chǎng)所,不只可用于封鎖的管道,還可用于開放的溝槽。與渦輪番量計(jì)相比,渦街流量計(jì)沒有可動(dòng)的機(jī)械部件,維護(hù)工作量小,儀表常數(shù)穩(wěn)定;與孔板式流量計(jì)相比,渦街流量計(jì)丈量范圍大,壓力損失小,精確度高,裝置與維護(hù)簡(jiǎn)單。但渦街流量計(jì)的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多,容易在運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)被疏忽而影響流量計(jì)性能的正確發(fā)揮。
渦街流量計(jì)的原理是在流量計(jì)管道中,設(shè)置一滯流件,當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時(shí),由于滯流件外表的滯流作用等緣由,在其下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱的旋渦,這些旋渦在滯流件的側(cè)前方分開,構(gòu)成所謂的卡門(Karman)旋渦列,兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的,卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,L為兩個(gè)相鄰旋渦間的間隔)時(shí),旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù)Re是表征粘性流體活動(dòng)特性的一個(gè)無(wú)量綱數(shù),其物理意義是流體活動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。因而,流體的活動(dòng)狀態(tài)對(duì)渦街流量計(jì)的運(yùn)用也有一定的影響。假如環(huán)境參數(shù)對(duì)流體活動(dòng)狀態(tài)有影響也會(huì)影響到渦街流量計(jì)的運(yùn)用性能。
正確合理地選用流量?jī)x表,是客戶、設(shè)計(jì)單位和消費(fèi)企業(yè)的共同愿望。調(diào)查熟習(xí)儀表、丈量對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)條件是做好選型工作的必要條件。普通狀況下,要思索的主要要素有性能請(qǐng)求、流體特性、裝置請(qǐng)求、環(huán)境條件、費(fèi)用等。一、性能請(qǐng)求
流量?jī)x表的性能請(qǐng)求包括:瞬時(shí)流量、累積流量;準(zhǔn)確度;反復(fù)性;流量范圍;允許壓力損失;牢靠性;輸出信號(hào)特性;響應(yīng)時(shí)間等內(nèi)容。
關(guān)于這些特性,依據(jù)應(yīng)用的目的不同,偏重面也不相同。例如以流量計(jì)量為目的(商貿(mào)核算、倉(cāng)儲(chǔ)交接、物料均衡)的應(yīng)用,對(duì)流量?jī)x表的準(zhǔn)確度、反復(fù)性、流量范圍等性能的請(qǐng)求較高;而以過(guò)程檢測(cè)與控制為目的應(yīng)用,就把對(duì)儀表的反復(fù)性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、牢靠性、輸出信號(hào)和響應(yīng)時(shí)間等請(qǐng)求作為重點(diǎn)。
渦街流量計(jì)是一種中等準(zhǔn)確度、技術(shù)性能比擬全面的流量?jī)x表,既可用于計(jì)量,也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)。表13-1列出了不同檢測(cè)辦法渦街流量計(jì)的主要技術(shù)性能,可供選表時(shí)參考。
二、流體特征
流體特性主要指流體的物理特性,如流體的密度、粘度、及液體飽和蒸氣壓等。另外,流體的溫度、壓力也是選表中應(yīng)思索的重要問(wèn)題。渦街流量計(jì)的特性之一是對(duì)被測(cè)介質(zhì)的物性變化不敏感,所以渦街流量計(jì)對(duì)流體特性的請(qǐng)求相對(duì)寬松。下面我們分別停止闡明:
1·流體的溫度
渦街流量計(jì)檢測(cè)元件的極限工作溫度、表體資料、一體型渦街流量計(jì)的電子元器件的耐溫性能是限制渦街流量計(jì)工作溫度的主要要素。從表13-1可看出,除應(yīng)變式和光電式渦街流量計(jì)外,其他型式渦街流量計(jì)都能接受2000C以上的流體溫度。電容式、應(yīng)力式、振動(dòng)梭球/電磁式還具有很好的低溫特性。
近幾年呈現(xiàn)的全塑料耐腐型渦街流量計(jì),有很強(qiáng)的耐腐性能。由于被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性隨濃度增大和溫度升高而加劇。所以,選用耐腐型渦街流量計(jì)時(shí),不只要思索腐蝕介質(zhì)的濃度,還應(yīng)思索溫度的影響要素。
2.流體的壓力
渦街流量計(jì)所能接受的工作壓力與渦街流量計(jì)表體的材質(zhì)、密封件和流體溫度有關(guān)。假如流體溫度較高,同樣材質(zhì)能接受的壓力應(yīng)降低。圖13-1給出了E+H公司制造的Prowirl 70型電容式渦街流量計(jì)技術(shù)材料中提供的壓力及溫度曲線圖。
例如圖13-1中在常溫下工作壓力為4MPa(40bar)的渦街流量計(jì),在2000C時(shí)接受壓力將降低到3MPa;在3000C時(shí)降為2.8MPa;到4000C時(shí)降到2.5MPa。關(guān)于工作在家低溫介質(zhì)的儀表,同樣存在這個(gè)問(wèn)題。在圖中能夠看出,當(dāng)介質(zhì)溫度為-500C時(shí),表體接受力與常溫相同。但當(dāng)介質(zhì)溫度降到-1000C時(shí),儀表接受力降至1.2MPa。所以,對(duì)高溫流體(如蒸汽)和低溫流體,選型時(shí),肯定渦街流量計(jì)的工作壓力必需思索流體溫度影響這一要素。
3.流體密度
管道雷諾數(shù)ReD體的密度有關(guān),采用力檢測(cè)方式的渦街流量計(jì),檢測(cè)元件所遭到交變作用的大小也與密度成正比。由此可見,渦街流量計(jì)的下限雷諾數(shù)和儀表檢測(cè)元件的靈活度均與被測(cè)流體的密度有關(guān)。所以,選型時(shí),對(duì)儀表的下限流量和下限雷諾數(shù)確實(shí)定應(yīng)思索密度的要素。有的消費(fèi)廠給出了計(jì)算最小流量。
關(guān)于氣體和蒸汽的工作狀態(tài)密度小于式中限定的密度,但大于0.6kg/m3時(shí),氣體、蒸汽可查圖13-3的曲線,肯定可測(cè)最低流速。
例如一臺(tái)通徑為150mm的渦街流量計(jì),用于丈量飽和蒸汽,工作壓力為0.5MPa(絕壓),經(jīng)過(guò)手冊(cè)查到飽和蒸汽密度為2.68kg/m3依據(jù)圖13-3曲線,可肯定最低流速約4.5m/s。