一、智能型渦街流量計的應(yīng)用
GY-LU系列智能型渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。智能型渦街流量計的特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。智能型渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較、理想的流量儀表。
二、智能型渦街流量計的測量原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md （1）
式中 U1－－旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr－－斯特勞哈爾數(shù)；
m－－旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 2
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 3
式中 K－流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
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圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 qVn，qV－－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P－－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的絕對壓力，Pa；
Tn，T－－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z－－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高智能型渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司近開發(fā)出了GY-LU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其獨特的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實際應(yīng)用中，往往大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
為了使用方便，電池供電的本地顯示型智能型渦街流量計采用微功耗高技術(shù)，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
三、技術(shù)參數(shù)
◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級 IP65
四、智能型渦街流量計產(chǎn)品選型
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代號 |
通徑 |
流量范圍㎡/h |
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GY-LU-25 |
DN25 |
1~10液體 |
25~60（氣體） |
蒸汽流量請查看說明書，DN300以上推薦使用插入式渦街流量計 |
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GY-LU-32 |
DN32 |
1.5~18液體 |
15~150（氣體） |
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GY-LU-40 |
DN40 |
2.2~27液體 |
22.6~150（氣體） |
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GY-LU-50 |
DN50 |
4~55液體 |
35~350（氣體） |
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GY-LU-80 |
DN80 |
9~135液體 |
90~900（氣體） |
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GY-LU-100 |
DN100 |
14~200液體 |
140~1400（氣體） |
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GY-LU-150 |
DN150 |
32~480液體 |
300~3000（氣體） |
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GY-LU-200 |
DN200 |
56~800液體 |
550~5500（氣體） |
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代號 |
功能1 |
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N |
無溫壓補(bǔ)償 |
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Y |
有溫壓補(bǔ)償 |
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代號 |
輸出型號 |
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F1 |
4-20mA輸出（二線制） |
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F2 |
4-20mA輸出（三線制） |
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F3 |
RS485通訊接口 |
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代號 |
被測介質(zhì) |
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J1 |
液體 |
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J2 |
氣體 |
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J3 |
蒸汽 |
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代號 |
連接方式 |
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L1 |
法蘭卡裝式 |
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L2 |
法蘭連接式 |
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代號 |
功能2 |
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E1 |
1.0級 |
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E2 |
1.5級 |
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T1 |
常溫 |
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T2 |
高溫 |
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T3 |
蒸汽 |
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P1 |
1.6MPa |
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P2 |
2.5MPa |
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P3 |
4.0MPa |
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D1 |
內(nèi)部3.6V供電 |
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D2 |
DC24V供電 |
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B1 |
不銹鋼 |
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B2 |
碳鋼 | |
