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技術(shù)文章
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計(jì)測(cè)量原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2593 發(fā)布時(shí)間：2013-7-11
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計(jì)測(cè)量原理
渦街流量計(jì)測(cè)量原理
渦街流量計(jì)基于卡門渦街原理（Karman vortex street） 進(jìn)行測(cè)量。流體通過(guò)擋體時(shí)，兩側(cè)會(huì)交替出現(xiàn)漩
渦，且兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反。每個(gè)漩渦將產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)，傳感器檢測(cè)壓力變化，并轉(zhuǎn)換成
脈沖信號(hào)。在流量計(jì)的允許量程范圍內(nèi)，漩渦規(guī)則生成。因此，漩渦頻率與體積流量成比例關(guān)系。
在流量計(jì)的允許量程范圍內(nèi)， K 系數(shù)僅僅取決于流量計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)，與流體流速和物理特性（ 例
如：粘度和密度） 無(wú)關(guān)。因此， K 系數(shù)與被測(cè)介質(zhì)類型（ 蒸汽、氣體或液體） 無(wú)關(guān)。
1.初始測(cè)量信號(hào)（ 頻率信號(hào)） 已進(jìn)行數(shù)字化處理，與流量成線性比例關(guān)系。
出廠前，流量計(jì)通過(guò)標(biāo)定確定K 系數(shù)，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性，無(wú)零點(diǎn)漂移。
2.流量計(jì)無(wú)任何可移動(dòng)部件，無(wú)需維護(hù)。
Endress+Hauser電容式傳感器
E+H渦街流量計(jì)中的傳感器對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量性能、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性和和測(cè)量可靠性有著重要的影響。結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的DSC （ 差動(dòng)開(kāi)關(guān)電容） 傳感器（Prowirl 73 內(nèi)置Pt 1000 溫度測(cè)量熱電阻） 通過(guò)水錘測(cè)試、抗振測(cè)試和抗溫度沖擊測(cè)試（ 溫度沖擊：150 K/s）。Endress+Hauser 的Prowirl 流量計(jì)采用先進(jìn)可靠的電容測(cè)量技術(shù)，在范圍內(nèi)擁有超過(guò) 200,000 例的成功應(yīng)用實(shí)例。DSC （ 差動(dòng)開(kāi)關(guān)電容） 傳感器是Endress+Hauser 的產(chǎn)品，采用全機(jī)械式平衡結(jié)構(gòu)，僅僅對(duì)測(cè)量變量（ 渦街） 作出響應(yīng)，即使在振動(dòng)管路中，傳感器的靈敏度也不受影響，可以對(duì)低密度的微小流量進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)量。因此，在苛刻的操作條件下也可以保證大量程比。振動(dòng)加速度高達(dá)1 g，且三個(gè)軸向（X、Y、Z） 上的振動(dòng)頻率高達(dá)500 Hz，不會(huì)影響流量測(cè)量?；诖嗽碓O(shè)計(jì)的電容式傳感器具有良好的抗蒸汽管路溫度突變和抗水錘沖擊的能力。
E+H渦街流量計(jì)“ 生命周期” 標(biāo)定
事實(shí)證明， Prowirl 的重新標(biāo)定數(shù)據(jù)與原始標(biāo)定數(shù)據(jù)高度吻合，重新標(biāo)定數(shù)據(jù)全部在測(cè)量精度范圍內(nèi)。
大量實(shí)際測(cè)量和仿真試驗(yàn)表明：即使渦街的擋體邊緣處有粘附，對(duì)測(cè)量精度也無(wú)負(fù)面影響。粘附使得渦街擋體邊緣變得平滑，平滑部分的圓度可以高達(dá)1 mm （0.04"）。
通常，需要注意以下幾點(diǎn)：
• 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：測(cè)量非磨損性或非腐蝕性流體時(shí)（ 例如：大多數(shù)水和蒸汽測(cè)量），流量計(jì)邊緣的圓度不會(huì)超過(guò)1 mm （0.04"）。
• 流量計(jì)邊緣的圓度始終小于1 mm （0.04"） 時(shí)，絕不會(huì)超出原始標(biāo)定數(shù)據(jù)。
• 通常，流量計(jì)擋體邊緣的圓度不會(huì)大于1 mm （0.04"），在此情況下進(jìn)行流量計(jì)標(biāo)定。因此，擋體邊緣的附加粘附或磨損不超過(guò)1 mm （0.04"） 時(shí)，流量計(jì)可保證的測(cè)量精度。
Prowirl 渦街流量計(jì)用于非磨損性和非腐蝕性流體測(cè)量時(shí)，在整個(gè)生命周期內(nèi)保證標(biāo)定的測(cè)量精度。
內(nèi)置縮徑管的傳感器
在許多應(yīng)用場(chǎng)合中，用戶管道的標(biāo)稱口徑與渦街流量計(jì)的*安裝口徑不一致，導(dǎo)致流速過(guò)低，
不能在擋體后端形成漩渦。表現(xiàn)為在小流量范圍中測(cè)量時(shí)，信號(hào)丟失。通過(guò)一級(jí)或二級(jí)縮徑增大
流速，可以解決上述問(wèn)題。通常使用下列連接管：
• 縮徑管（a）
• 前直管段（b） （ zui小長(zhǎng)度為15 × DN）
• 后直管段（c） （ zui小長(zhǎng)度為5 × DN）
• 擴(kuò)徑管（d）
Endress+Hauser 為用戶提供帶內(nèi)置縮徑管的Prowirl 72/73 渦街流量計(jì)。
左圖：常規(guī)縮徑方法
右圖：內(nèi)置縮徑管的Prowirl 流量計(jì)
內(nèi)置縮徑管的Prowirl 渦街流量計(jì)（ 法蘭型儀表）：
• Prowirl 72F/73F “R 型”：一級(jí)縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 50 （2"）
• Prowirl 72F/73F “S 型”： 二級(jí)縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 40 （1½"）（S = “ 超級(jí)” 縮徑）
具有下列優(yōu)點(diǎn)：
• 通過(guò)前后直管段實(shí)現(xiàn)縮徑的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被帶內(nèi)置縮徑管的流量計(jì)替代，節(jié)約時(shí)間和使用成本（ 流量計(jì)安裝的前后直管段長(zhǎng)度要求? ä 25）
• 低流量時(shí)可以擴(kuò)展量程范圍
• R 型和S 型渦街流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)法蘭型儀表的安裝長(zhǎng)度相同，降低了管路布局風(fēng)險(xiǎn)。各種型號(hào)的流量計(jì)可以相互替換，無(wú)需重新進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布局
• 測(cè)量精度參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)型流量計(jì)一致溫度測(cè)量（Prowirl 73）
Prowirl 73 用于體積流量測(cè)量，此外，還能測(cè)量流體溫度。通過(guò)DSC 傳感器的內(nèi)置Pt 1000 溫度傳感器（? ä 4） 進(jìn)行流體溫度測(cè)量。
流量計(jì)算機(jī)（Prowirl 73）
Prowirl 73 渦街流量計(jì)內(nèi)置流量計(jì)算機(jī)。基于主要測(cè)量變量（ 體積流量和溫度），流量計(jì)算機(jī)可以計(jì)算其他過(guò)程變量，例如：
• 飽和蒸汽和水的質(zhì)量流量和熱流量，符合IAPWS-IF97/ASME 標(biāo)準(zhǔn)
• 過(guò)熱蒸汽（恒定壓力值或通過(guò)HART/PROFIBUS PA/基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）讀取壓力值）的質(zhì)量流量和熱流量，符合IAPWS-IF97/ASME 標(biāo)準(zhǔn)
• 氣體（恒定壓力值或通過(guò)HART/PROFIBUS PA/基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）讀取壓力值）的質(zhì)量流量和校正體積流量，例如：壓縮空氣和天然氣AGA NX-19、AGA8-DC92、ISO12213-2、AGA8 GrossMethod 1 和SGERG-88 （ 參考以下說(shuō)明）。其他類型的氣體可以根據(jù)實(shí)際氣體方程編程設(shè)置。