涡街流量计讲义20081015
涡街讲解
旋涡发生体 旋涡检测体（探头体） 表体 信号处理电路 手柄及壳体
旋涡发生体
能控制旋涡在漩涡发生体轴线方向上同步分离。 在较宽的雷诺数范围内有稳定的旋涡分离。 能产生强烈的涡街。 形状简单，便于加工加工时容易做到一致性 材质满足介质要求，耐腐蚀，耐磨损。
旋涡检测体
旋涡检测体种类：
涡街流量计根据介质温度分为一体型和分体型， 200°C以下选用一体型涡街，大于或者等于200°C建议 都采用分体型涡街。
我们的涡街产品最高承受温度为400°C 注：采用分体安装方式的涡街，由于探头信号受距离衰减， 传感器与转换器之间距离不得超过10M。
涡街流量计的选型
本体材质及防护防爆等级选择
材质： 本体 ，旋涡发生体以及旋涡探测体均为316L。
涡街流量计应用原理
涡街流量计的基本原理是卡门涡街现象,流体流过漩涡 发声体产生漩涡，旋涡在柱体的两侧交替行进，在柱 体下游形成涡街.旋涡分离的频率与流速成正比，与柱 体的宽度成反比，可以用下试表示： f=St×υ/d 式中： f：旋涡分离频率 St：无量纲常数（斯特劳哈尔） υ：柱体侧面的流速 d；柱体的迎流面宽度
热敏式、压电式、电容式、
检测旋涡的几种形式：
1. 2. 3. 4.
1.检测旋涡发生体周围的交变环流 2.设臵在漩涡发生体上，直接检测旋涡发生体两侧 的差压； 3.在漩涡发生体上开槽或开孔（导压孔），在导压 孔内安装检测体检测旋涡发生体两侧的差压； 4.检测旋涡发生体尾流的旋涡列
漩涡检测体
1 采用高压电系数的优质陶瓷，采用先进的封装工艺,保证旋涡 检测体有极高的灵敏性。压电信号不衰减。 2 4片压电陶瓷的组合封装对管道振动产生抑制,抗振性能优秀 3 旋涡检测体的后臵抗赃污，抗结垢确保仪表在恶劣环境，恶劣 介质条件下运行。 4 优质的外壳材料抗介质的腐蚀。 (1Cr18Ni9Ti、316、316L Hastelloy C
涡街式流量计
涡街式流量计涡街式流量计其实就是涡街流量计，叫法不同但概念、原理、测量方式、安装、测量精度都是一样的。
涡街式流量计是依据卡门漩涡原理对封闭管道中的流体流量进行测量的一款新型流量计。
具有良好的介质适应能力，甚至无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，可谓是节流式流量计的最理想替代品。
盘点涡街式流量计特点①、抗振性能特别好，无零点漂移，可靠性高。
通过长时间对涡街流量计进行的大量波形分析和频谱分析，加上理想的探头形状、壁厚，高度、探头杆直径及与之相配套的压电晶体，采用先进的数控车床进行加工，确保加工的同轴度和光洁度等技术参数，配合特殊的工艺处理，从而最大限度的克服涡街流量计存在的固有自振荡频率对信号的影响这个通病。
②、智能涡街流量计的传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用先进数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件（特别是旋涡发生体）的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度；能产生强大而稳定的涡街信号。
③、结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。
④、检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。
⑤、输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网⑥、测量范围宽，量程比可达1：10⑦、涡街流量计测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。
压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿了。
⑧、压力损失小。
用口径DN50的涡街流量计测量可燃气体的流量，若管道内的zui大流量Qmax ＝200m3/h时，传感器的压力损失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa ⑨、在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
EH涡街流量计培训资料讲义课件
模拟输出或数字输出，具体可 参考产品说明书。
与其他流量计的比较
与孔板流量计相比
与质量流量计相比
涡街流量计不需要前后直管段，安装 简单方便，且准确度高。
涡街流量计价格较低，适用于大多数 流体测量场合。
与超声波流量计相比
涡街流量计适用于各种流体介质和温 度范围，而超声波流量计只适用于某 些特定流体。
03
eh涡街流量计的安装与调试安 Nhomakorabea前的准备
了解涡街流量计的规格和参数， 确保选择适合的型号和规格。
确认安装位置，选择流量计易 于维护和操作的地方，同时要 考虑到对其他设备和管道的影 响。
准备必要的工具和材料，如螺 丝刀、扳手、管道接头等。
安装步骤与注意事项
01
按照厂家提供的安装指 南进行安装，确保流量 计的安装牢固可靠。
维护方便
传感器可直接安装在管道上， 无需对流体进行隔离，维护方
便。
技术规格与参数
测量范围
根据不同的型号和规格，测量 范围有所不同，具体可参考产
品说明书。
工作压力
根据不同的型号和规格，工作 压力有所不同，具体可参考产 品说明书。
工作温度
根据不同的型号和规格，工作 温度有所不同，具体可参考产 品说明书。
显示异常
检查流量计的电源是否正常，传感器 是否受损或污垢过多。
通讯故障
检查流量计的通讯接口是否正常，通 讯线是否完好无损。
05
案例分析与实践
实际应用案例分享
01
02
03
案例一
某石油公司使用涡街流量 计进行油品计量，通过精 确测量，优化了生产流程， 提高了效率。
案例二
某自来水公司采用涡街流 量计对供水流量进行监控， 确保了供水质量和水量稳 定。
涡街流量计原理及应用课件
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谢谢大家！
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• 到单弯头（ 90°） 的距离 > 20 DN • 到双弯头（2x90°）的距离 > 30 DN • 到三维双弯头（2x90°）的距离 > 4
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安装注意
液体的测量
蒸汽和气体的测量
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故障排除
故障现象
无正常流量显 示
原因分析
1.是否有震动？ 2.是否是50Hz工频干扰? 3.转换放大器的输出方式是否搞错? 4.接线是否正确? 5.放大器是否损坏? 6.附近是否有大功率用电设备? 7.接线腔是否进水?
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流量修正公式
根据卡门涡街原理，旋涡频率f与管内平均流速u有如下关系：
f Stu1 St u d md
式中：u1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）；d ——旋涡发生体特征宽度； St——斯特劳哈尔数；m ——旋涡发生体两侧弓形面积和管道内横截面积之比 瞬时体积流量与涡街频率的关系为：
解决方法 1.若否，重新安装 2.直管必须保证.特别是气体时 3.工艺条件允许,加大流量,如果 了,则更换通径小一档的流量计. 4.只能测单相流. 5.重新审定PID算法或采取其他有 6.检查处理 7.检查处理 8.对比解决 9.综合判断 10.核对跟工矿相关的参数
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故障排除
故障现象
欢迎各位领导及专家批评指导
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注：仅限热工仪表技
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涡街流量计
一 工作原理
二 应用场合
三 选型注意事项
四 使用与维护
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涡街流量计工作示意图
涡街流量计原理讲解
涡街流量计原理讲解涡街流量计1.1基本原理：流体流经阻挡体或者是特制的元件时，产生了流动振荡，通过测定其振荡频率来反映通过的流量。
1.2特点：优点：无可动部件，寿命长；准确度高，线性范围宽；量程范围宽（100：1）；压力损失小；不受P、t、η、ρ等流体参数变化的影响；气、液均可以使用，可用于大口径管道的气液测量。
缺点：干扰引起的流量振荡时影响较大。
1.3涡街产生原理：涡街流量计是利用流体力学中著名的卡门涡街原理,即在流动的流体中插入一个非流线型断面的柱体,流体流动受到影响,在一定的雷诺数范围内将在柱体下游,均要产生漩涡分离。
当这些漩涡排列成两排、且两例漩涡的间距与同列中两相邻漩涡的间距之比满足下式时,h/l=0.281,就能得到稳定的交替排列漩涡,这种稳定而规则地排列的涡列称为“卡门涡街”。
这个稳定的条件是冯·卡门对于理想涡街研究分析得到的,后来一般把错排稳定的涡街称作“卡门涡街”。
这就是卡门涡街流量计的名称由来,如图1所示图1卡门涡街示意图理论和实验的研究都证明,漩涡分离频率,即单位时间内由柱体一侧分离的漩涡数目f与流体速度V1成正比,与柱体迎流面的宽度d成反比,即:式中f—漩涡分离频率。
S r—斯特劳哈尔数(无量纲)。
对于一定柱型在一定流量范围内是雷诺数的函数。
V1—漩涡发生体两侧的流速,m/s。
d—漩涡发生体迎流宽度m m。
为了计算方便起见,可用管道内平均流速通过试验可以测定S r数,其数值与柱体的断面形状、柱体流道的相对尺寸以及流动雷诺数有关。
大量的试验表明,对于许多经过适当选择的柱型,由于数在很宽的雷诺数范围内可以看成是常数。
一旦柱体和流道的几何尺寸及其形状确定后,f便与成为简单的正比关系,因而检测出漩涡的频率,便可以测得流速,并以此推知其流量。
这就是涡街流量计的基本原理。
当流体流动受到一个垂直于流动方向的非流线形柱体的阻碍时，柱体的下游两侧会发生明显的旋涡，成为卡门涡列，涡列的形成与流体雷诺数有关。
涡街流量计讲解课件
涡街流量计的安装与使用
安装注意事 项
选址
选择流量计安装位置时，应考虑 方便日常维护和操作的位置，同 时要避免安装在振动较大或磁场
干扰较强的位置。
管道连接
确保流量计的进出口与管道连接牢 固，避免出现泄漏情况。
传感器安装
传感器应按照说明书上的安装要求 进行安装，确保安装角度正确，以 获得准确的测量结果。
涡街流量计讲解 课件
目录
• 涡街流量计的发展趋势与前沿技 • 涡街流量计的案例分析与应用实
涡街流量计概述
定义与工作原理
定义
涡街流量计是一种常用的流量测量仪表，它通过测量流体在管道中旋转形成的涡 街信号来测量流量。
工作原理
涡街流量计的工作原理基于流体动力学原理，当流体流经管道时，在某些特定的 流速下，流体在管道中会形成旋转的涡街信号，涡街信号的频率与流速成正比。 通过测量涡街信号的频率，可以推算出流体的流速，从而得到流量。
THANKS
流体动力学基础
流体动力学的基本概念
流体的定义、流体的性质、流体的流 动状态等。
流体动力的基本方程
Navier-Stokes方程、连续性方程、能 量方程等。
涡街流量计的测量原理
涡街流量计的结构
包括传感器、信号处理电路和显示装置等。
涡街流量计的测量原理
利用流体通过涡街时产生的频率与流体流量成正比的原理进行测量。
以自来水为例，假设涡街流量计的C值为0.75，管道直径为DN100mm，Δh为0.1m，则可计算出流量 Q = 0.75 * π * (0.1m)^2 * sqrt(2*9.8m/s^2*0.1m) = 0.33m^3/s。
误差分析与优化方法
误差来源
涡街流量计原理及应用PPT
故障现象 有流量无信号
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第四部分
故障排除 原因分析 1.安装时密封垫片是否同心? 2.工艺管道是否符合要求? 3.选型是否有误？ 4.是否存在液气、液固或气固两相流？ 5.调节控制系统是否产生系统振荡? 6.发生体与壳之间的间隙中是否有细微固体 颗粒或残夜结垢? 7.发生体上是否缠绕有纤维物? 8.转换放大器的输入通道是否损坏一路? 9.发生体的压电晶片是否损坏一片? 10.参数设置是否有误? 解决方法 1.若否，重新安装 2.直管必须保证.特别是气体时 3.工艺条件允许,加大流量,如果流量稳定 了,则更换通径小一档的流量计. 4.只能测单相流. 5.重新审定PID算法或采取其他有效措施. 6.检查处理 7.检查处理 8.对比解决 9.综合判断 10.核对跟工矿相关的参数
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第一部分
流量修正公式
根据卡门涡街原理，旋涡频率f与管内平均流速u有如下关系：
u1 u f St St d md
式中：u1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）；d ——旋涡发生体特征宽度； St——斯特劳哈尔数；m ——旋涡发生体两侧弓形面积和管道内横截面积之比 瞬时体积流量与涡街频率的关系为：
故障现象 流量指示 不稳定
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第四部分
故障排除
故障现象
测量误差大
原因分析
1.所有显示不稳定的情况均是造成误差 大的因素 2.气体计量不带温压补偿,不讨论精度.? 3.未用流量计之前的经验数据值是否真 实可靠? 4.参数设置是否有误? 5.配套的二次仪表参数设置是否正确?
解决方法
1.逐一排查 2.检查温度、压力补偿 3.经验参数要有科学依据 4.根据工矿再核对参数设置 5.检查二次表设置
故障现象 无正常流量显 示
涡街流量计原理
早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就刊登了有关 流体振动频率与流速关系旳文章，斯特劳哈尔数就 是表达旋涡频率与阻流体特征尺寸，流速关系旳相 同准则。人们早期对涡街旳研究主要是防灾旳目旳， 如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡街频率合拍 将产生共振而破坏设备。
外部条件几何相同时(几何相同旳管子，流体流过几 何相同旳物体等)，若它们旳雷诺数相等，则流体流动状 态也是几何相同旳(流体动力学相同)。这一相同规律正是 流量测量节流装置原则化旳基础。
热敏电阻法（敏捷度高）：
在三角柱体旳迎流面上对称旳嵌入两个热 敏电阻，热敏电阻中通入恒定旳电流，使 之温度在流体静止旳情况下比流体高出 10℃左右。未起漩时，流体旳温度相同， 交替旋转时，发生漩涡旳一侧，能量损失， 所以流速降低，此侧对电阻旳冷却作用下 降，能够产生一种脉冲。
我国VSF旳生产亦有飞速发展，全国生产厂达数十家， 这种生产热潮国外亦未曾有过。应该看到，VSF尚属 发展中旳流量计，不论其理论基础或实践经验尚较差。 至今最基本旳流量方程经常引用卡曼涡街理论，而此 理论及其某些定量关系是卡曼在气体风洞（均匀流场） 中试验得出旳，它与封闭管道中具有三维不均匀流场 其旋涡分离旳规律是不同旳。至于实践经验更是需要 经过长久应用才干积累。
技术（热敏、超声、应力、应变、电容、 电磁、光电、光纤等）能够构成不同类型 旳VSF。
旋涡发生体和检测方式一览表
旋涡频率检测措施，大致分为两类： 一类是检测旋涡发生时流速变化，采用旳元件有热丝、 热敏电阻、超声波探头等； 另一类是检测旋涡发生时压力变化，采用旳检测元件有 压电元件、应变元件、膜片+压电、膜片+电容等。
涡街流量计知识
.1涡街流量计工况变化和旋涡发生体状况变化对显示示值的影响9.1.1流体温度变化对涡街流量计的影响（1）流体温度变化对涡街流量计流量系数产生影响的原因 流体温度变化后，其密度相应变化，因而给差压式流量计以及速度式流量计的质量流量测量带来误差，可以通过密度补偿来解决，这在本书的第3章已作了介绍。
除此之外，流体温度变化还引起流量计测量部分几何尺寸变化，并因此而引入误差。
温度引起金属材料几何尺寸变化，一般约为10－5℃－1，但当流量计被用来测量蒸汽流量时，由于可能的温度变化大，所引起的影响就很可观，一般都需另作修正。
涡街流量计的测量原理如图8.4所示，流量系数同流体温度的关系如式（9.1）和表9.1所示。
流量系数受流体温度的影响由两个部分组成，一是由发生体宽度变化引起，另一个是由管道内径D 变化引起。
从式（8.5）中可看出，成反比，流体温度升高后，增大，成反比地减小，所以示值偏低；K 与D2成反比，流体温度升高后，D 增大，发生体两边的流通截面积增大，K 相应减小，流量示值偏低。
有些仪表制造商根据自己的产品所用的材质提供了流量系数随流体温度变化的关系，如YF100系列为(9.1)式中——流体温度为 时的流量系数，P/L （1P ＝0.1Pa·s）；——流体温度为时的平均流量系数，P/L ； ——工作温度，℃； ——校准温度，常取15℃。
8800C 型涡街流量计也可根据用户输入的介质温度对K 系数进行自动修正，表9.1给出了介质温度与参考温度（25℃）每相差50℃K 系数变化的百分比（对于直接脉冲）。
表9.1 8800C 型仪表的介质温度影响316L <25℃316L <25℃ C C （2）重新计算Kt 实际使用的流体温度往往同设计时预计的流体温度有明显的差异，例如有的热网在设计时所有用户的蒸汽计量表都按 ℃的过热蒸汽计算，系统投运后发现，有1/3的远离热源厂的用户蒸汽已进入饱和状态，其蒸汽压力以0.7MPa（表压）计，相应的温度按170℃计，则按式（9.1）计算温度变化引入的误差为式中——按设计条件计算的流量系数，P/L；——按实际温度计算的流量系数，P/L。
涡街流量计详解共34页
END
16、业余生活要有意义，不要越轨。—பைடு நூலகம்华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
涡街流量计详解
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
涡街流量计详解PPT学习教案
2.2特点： 优点：无可动部件，寿命长；准确度高，
线性范围宽；量程范围宽（100： 1）；压力损失小；不受P、t、η、ρ 等流体参数变化的影响；气、液均 可以使用，可用于大口径管道的气 液测量。
缺点：干扰引起的流量振荡时影响较大。
涡街流量计外形图
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工作原理
一、卡门涡街 涡街流量计实现流量测量的理论基础是流
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▪ 电磁检测法： 旋涡发生体后设置一个信号电极，并使电极处于一个磁感应强度为 B的永久磁场中，流体旋涡的振动使电极同频率振动，切割磁力线 产生感应电动势。特点：不怕管道振动，刚刚兴起的涡街频率检测 方法。
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2.7安装使用注意事项
涡 街 流 量 计 对管道 流速分 布畸变 、旋转 流和流 动脉动 等敏感 ，对现 场管道 安装条 件应充 分重视 ，遵照 生产厂 使用说 明书的 要求执 行。 涡 街 流 量 计 可安装 在室内 或室外 。 如 果 安 装 在 地井里 ，有水 淹的可 能，要 选用涎 水型传 感器。 传 感 器 在 管 道上可 以水平 、垂直 或倾斜 安装， 但测量 液体和 气体时 为防止 气泡和 液滴的 干扰， 安装位 置要注 意
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旋涡发生体和检测方式一览表
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2.5检测方式与前置放大器
检测方法
前置放大 器
热敏式
恒流放大 器
超声式
选频放大 器
应变式
恒流放大 器
应力式
电荷放大 器
电容式
调谐-振动 放大器
光电式
光电放大 器
电磁式
低频放大 器
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涡街流量计原理
涡街流量计原理2007-12-24 01:33把一个非流线型阻流体（Bluff Body）垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则的旋涡列，左右两侧旋涡的旋转方向相反。
这种旋涡称为卡门涡街。
根据卡门的研究，这些涡列多数是不稳定的，只有形成相互交替的内旋的两排涡列，且涡列宽度h与同列相邻的两旋涡的间距l之比满足 =0.281（对圆柱形旋涡发生体）时，这样的涡列才是稳定的。
生产旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。
涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。
1．卡门涡街的产生与现象为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动．当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零．这时的流动与理想流体统流圆柱体相同，无旋涡产生，如图3—7a所示．随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图3—7b所示．当来流的雷诺数Re再增大，达到40左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点S处产生一对旋转方面相反的对称旋涡．如图3－7c所示．在一定的留诺数Re范围内，稳定的卡门涡街的及旋涡脱落频率与流体流速成正比．图3－7 圆柱绕涡街产生示意图2．卡门涡街的稳定条件并非在任何条件下产生的涡街都是稳定的．冯·卡门在理论上已证明稳定的涡街条件是：涡街两列旋涡之间的距离为h，单列两涡之间距离为，若两者之间关系满足＝1或 h / ＝0. 281 （3－24）时所产生的涡街是稳定的。
3．涡街运动速度为了导出旋涡脱落频率与流速之间的关系，首先要得到涡街本身的运动速度．为便于讨论，我们假定在旋涡发生体上游的来源是无旋、稳定的流动，即其速度环量为零．从汤姆生定理可知，在旋涡发生体下游所产生的两列对应旋涡的速度环量，必然大小相等，方向相反，其合环量为零，由于对应两涡的旋向相反，速度环量大小相等，所以在整个涡群的相互作用下，涡街将以一个稳定的速度向上游运动．从理论计算可得．的表示式为＝tan h(3-25)对于稳定的涡街，将式（3－25）代入，有：= tan h(0. 281 )=(3-26)4．流体流速与旋涡脱落频率的关系从前面讨论可知，当流体以流速u流动时，相对于旋涡发生体，涡街的实际向下游运动速度为u－ur．如果单列旋涡的产生频率为每秒f个旋涡，那么，流速与频率的关系为u－ur =fl (3－27)将式(3－26)代入，可得到流速u与旋涡脱落频率f之间的关系．但是，在实际上不可能测得速度环量的数值，所以只能通过实验来确定来流速度u 与涡街上行速度ur之间的关系，确定因注形旋涡发生体直径d与涡街宽度h之间的关系，有：h＝1. 3d （3－28）ur＝0. 14u （3－29）将式（3－24），（3－27），（3－28），（3－29）联立，可得：f＝＝＝（3－29’）0. 2u / d也可将上式写成：St＝0.2 (3－30)St称为斯特罗哈数．从实验可知，在雷诺数Re为3×l02－3×l05范围内，流体速度u与旋涡脱落频率的关系是确定的．也就是说，对于圆柱形旋涡发生体，在这个范围内它的斯特罗哈数St是常数，并约等于0．2，与理论计算值吻合的很好．对于圆柱型式的旋涡发生体，其斯特罗哈数St也是常数，但有它自己的数值．图3－8为圆往型旋涡发生体产生的涡街结构．根据以上分析，从流体力学的角度可以判定涡街流量计测量的上下限流量为：Re ＝3×102－2×l05．当雷诺数更大时，圆柱体周围的边界层将变成紊流，不符合上述规律，并且将会是不稳定的．图3－8 涡街结构示意图5．流体振动原理当涡街在旋涡发生体下游形成以后，仔细观察其运动，可见它一面以速度u－ur平行于轴线运动，另外还在与轴线垂直方向上振动．这说明流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用．下面讨论这个垂直方向上力的产生原因及计算方法．同前讨论，假定来流是无旋的，根据汤姆生定律：沿封闭流动流线的环量不随时间而改变．那么，当在旋涡发生体右(或左)下方产生一个旋涡以后，必须在其它地方产生一个相反的环量，以使合环量为零．这个环量就是旋涡发生体周围的环流．根据茹科夫斯基的升力定理，由于这个环量的存在，会在旋涡发生体上产生一个升力，该升力垂直于来流方向．设作用在旋涡发生体每单位长度上的升力为L，有：L＝u（3－31）式中――流体密度；u――来流速度；――旋涡发生体的速度环量．从前面的讨论中可以得到以下关系，＝2 ur；ur=K1u；＝K2d ；将上述关系代入式(3—1)，并令系数K＝2 K1K2，则有：L＝Kdu2 (3－32)这就是作用在旋涡发生体上的升力．由于旋涡在旋涡发生体两侧交替发生，且旋转方向相反，故作用在发生体上的力亦是交替变化的．而流体则受到发生体的反作用力，产生垂直于铀线方向的振动，这就是流体振动的原理．从上述分析可以知道：交替地作用在旋涡发生体上升力的频率就是旋涡的脱落频率．通过检测该升力的变化频率，就可以得到旋涡的脱落频率，从而可得流体的流速值。
涡街流量计课件
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[C27：MASS UNIT]质量流量单位 [C30：TEMP UNIT]工况状态下流体温度单位 [C31：TEMPf]工况下流体温度 菜单D项：辅助设定项 [D10：LOW CUT]底值切除的流量值 菜单E项：传感器设定项 [E10：NOMINAL SIZE]流量计口径 [E20：SENSOR TYPE]选择发生体种类 [E40：K-FACTOR UNIT]K系数单位 菜单H项：补偿设定项 [H10，H11：TRIM4mA,TRIM20mA]4mA和20mA输 出点整定
其他旋事项 – 涡街流量计对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉 动等敏感，对现场管道安装条件应充分重视，遵照 生产厂使用说明书的要求执行。 – 涡街流量计可安装在室内或室外。
– 如果安装在地井里，有水淹的可能，要选用涎水型 传感器。
– 传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，但测 量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰，安装位 置要注意
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[H20：USER ADJUST]用户设定的补偿数 [H25:REYNOLDS ADJ]选择有无雷诺数补偿 [H30：EXPANSION FA]气体膨胀系数补偿 菜单J项：试验项目 [J10;OUTANALOG]4__20mA电流输出 菜单K项:维护项目 [K10:TLA]TLA(触发电平)调整 [K25：N.B.MODE]选择噪音平衡模式 [K26：N.B.RATIO]噪音平衡值的显示/设定-
一.涡街流量计及其工作原理和结构
• 1.2涡街流量计工作原理 涡街流量计是应用卡门涡街原理和现代电子技术设 计而制造的一种流量计，旋涡的发生频率与流体的速度 成正比，在一定条件下，符合下式： U f St d • （式中f:旋涡发生频率 v:流速 d:三角柱宽度 St：斯特 劳哈数） 流体旋涡对三角柱产生交替变化的压力，由压电信 号传感器检测成电信号经前置放大器进行放大，变成标 准电信号输出。
涡街流量计工作原理
涡街流量计之阳早格格创做
涡街爆收本理：
涡街流量计是利用流体力教中出名的卡门涡街本理,即正在震动的流体中拔出一个非流线型断里的柱体 ,流体震动受到做用 ,正在一定的雷诺数范畴内将正在柱体下游,均要爆收漩涡分散.当那些漩涡排列成二排、且二例漩涡的间距取共列中二相邻漩涡的间距之比谦脚下式时,h/l=0.281 ,便能得到宁静的接替排列漩涡,那种宁静而准则天排列的涡列称为“卡门涡街”.那个宁静的条件是冯•卡门对付于理念涡街钻研分解得到的,厥后普遍把错排宁静的涡街称做“卡门涡街”.那便是卡门涡街流量计的称呼由去,如图1所示
图1 卡门涡街示企图
表里战真验的钻研皆说明,漩涡分散频次,即单位时间内由柱体一侧分散的漩涡数目f取流体速度V1成正比,取柱体迎流里的宽度d成反比,即:
式中f—漩涡分散频次.
Sr—斯特劳哈我数(无量目).对付于一定柱型正在一定流量范畴内是雷诺数的函数.
V1—漩涡爆收体二侧的流速m/s.
d—漩涡爆收体迎流宽度mm.
为了估计便当起睹 ,可用管讲内仄衡流速
考查不妨测定Sr数,其数值取柱体的断里形状、柱体流讲
的相对付尺寸以及震动雷诺数有闭.洪量的考查标明,对付于许多通过适合采用的柱型,由于斯特劳哈我数正在很宽的雷诺数范畴内不妨瞅成是常数.一朝柱体战流讲的几许尺寸及其形状决定后,f便取仄衡速度V成为简朴的正比闭系,果而检测出漩涡的频次 ,即不妨测得流速 ,并以此推知其流量.那便是涡街流量计的基根源基本理.
当流体震动受到一个笔曲于震动目标的非流线形柱体的阻拦时，柱体的下游二侧会爆收明隐的旋涡，成为卡门涡列，涡列的产死取流体雷诺数有闭.如图2，漩涡产死示企图，图3卡门涡街示企图.
图2：漩涡产死示企图
图3：卡门涡街。
涡街流量计的测量介绍
涡街流量计的测量介绍涡街流量计是一种通过涡轮旋转转数实现流量测量的仪器。
它的工作原理是利用涡街轮旋转的频率来推断流体体积流量。
该仪器广泛应用于不同行业中，包括石油天然气、水处理、化学、食品和制药等领域。
在此文档中，我们将深入介绍涡街流量计的工作原理、测量指标、类型和优点。
工作原理涡街流量计的运作基于两个基础原理。
第一，由于流体的作用，涡街轮旋转。
第二，涡街轮旋转的速度与流体体积流量成正比。
当液体通过管道流动时，它会使涡街轮旋转，同时在轮叶上形成旋涡。
这些旋涡会在一定的频率下与轮子发生共振，测量出液体的流动量。
测量指标涡街流量计的测量指标包括流量、温度、压力和密度。
其中，最基本的测量指标是流量，通常以立方米/小时或英尺/分钟表示。
温度通常以摄氏或华氏度表示，压力以帕斯卡（Pa）或英镑力/平方英寸（psi）表示。
密度通常以千克/立方米或磅/立方英尺表示。
类型涡街流量计有许多不同的类型。
其中最常见的是机械式涡街流量计和电势式涡街流量计。
机械式涡街流量计通常由一组涡街轮和机械传感器组成。
当涡街轮旋转时，它会驱动机械传感器产生旋转力矩。
根据力矩的大小可以决定流量大小。
电势式涡街流量计采用电磁感应原理。
当涡街轮旋转时，它会随之引起电动势变化，从而产生流量信号。
这些信号经过特定的计算过程可以配合外部组件实现流量计量。
优点涡街流量计具有许多优点。
首先，它们可以适用于非常广泛的流体类型，包括水、石油、气体和蒸汽等。
其次，涡街流量计可以在很宽的流量范围内进行测量，并且具有快速响应时间和高精度。
此外，涡街流量计还具有较小的压降和阻力损失，可以用于高粘度和腐蚀性液体的流量测量。
最后，涡街流量计还可以在低流速下进行精确测量。
总结涡街流量计是一种常用的流量测量仪器。
它的工作原理基于流体的涡轮旋转频率推断流量，可以在广泛的流量范围内进行测量并具有快速响应时间和高精度。
涡街流量计适用于广泛的流体类型，并且在高粘度和腐蚀性液体的流量测量方面具有优势。
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R
测量原理
产品介绍
YYW涡街流量计
1
叶 建 10:04:09 军
2
测量原理
测量原理
1513 达·芬奇
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测量原理
• 基于冯·卡门（卡曼）效应（1912） – 流体交替地在旋涡发生体两侧分离 – 产生旋涡后在旋涡发生体后端形成了一个交替 的压力差 – 交替的旋涡频率和流体的流速成线性关系
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流体
旋涡
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1
主要特点
★ 输出与流体流速成正比的脉冲信号， 不存在零漂 问题 ★ 无可动部件，可靠性高 ★ 测量工作状态体积流量，对流体的物性变化不敏感 ★ 量程范围较宽 ★ 测量精度较高 ★ 结构简单，安装方便 ★ 适用于多种介质 ★ 压力损失较小 ★ 安装方式灵活 ★ 结构形式多样
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局限与不足
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产品概览
一体化型 普通型，压力补偿型、温度补偿型、温压补偿型 304模具化浇铸壳体， 304焊接壳体，可定制 DN20～DN300 气体：5～50m/s；液体：0.5～7m/s；蒸汽：7～70m/s ±0.5％，±1.0％ 法兰连接，夹持 304，316L ≤350℃ DN20～DN100：PN40；DN125～DN250：PN25 DN300：PN16；可定制 IP65 24V.DC；3.6V锂电池 4～20mA；Frequency；定制RS485/HART 普通场所；危险场所：ExiaⅡCT3～T6、 ExdⅡBT2～T5
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安装
维护指南
• 通电后无流量时有输出信号 • 通电通流后无输出信号 • 输出信号不规则不稳定
测量含液体的气体流量仪表安装
• 测量误差大
测量含气液体流量仪表安装
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维护指南 —— 通电后无流量时有输出信号
原因分析 1) 接线不正确 2) 前置放大器失灵 3) 管道有较强振动 4) 传感器失灵 处理方法 1) 改善屏蔽与接地，排除电磁干扰 2) 远离干扰源安装，采取隔离措施加强电源滤波 3) 采取减震措施，加强信号滤波，降低放大器灵 敏度 4) 降低灵敏度，提高触发电平 5) 适当提高小信号切除量
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仪表口径及规格选择很重要，要遵循一些原则 进行选择。 1）流体名称，组分； 2）工作状态的最大、常用、最小流量； 3）最高、常用、最低工作压力和工作温度； 4）工作状态介质的粘度。 ★ 常用流量的确定非常重要，若常用流量太接近流 量计的下限流量，则当使用中流量波动或工艺稍 作改变就可能造成流量计检测不到流量信号。 ★ 涡街流量计选型的根本依据是流速。 ★ 常用流量最好控制在量程的30%～70%
产品概览
结构型式 类 型 管体材质 口径范围 流速范围 准 确 度 在线装卸 连接形式 探头材质 流体温度 标称压力 外壳防护 供电电源 输出信号 使用环境
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选型
一体或分离型 分离距离：3m～5m 普通型，压力补偿型、温度补偿型、温压补偿型 304，可定制 DN250～DN2000 气体：5～50m/s；液体：0.5～7m/s；蒸汽：7～70m/s ±2.5％ DN100球阀支持不断流拆卸 法兰安装 304，316L ≤350℃ PN16 IP65 24V.DC；3.6V锂电池 4～20mA；Frequency；定制RS485/HART 普通场所；危险场所：ExiaⅡCT3～T6、 ExdⅡBT2～T5
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故障排除
某生物厂 仪表型号：YYW-A1-150DⅢXR 故障现象：投用后测量流量与工艺估算少了3倍 故障处理：经检查，订货时仪表是按工况流量值进行 设计组态的，而实际发现该流量值是空压机铭牌标示 值，应是标准状况流量，导致测量值偏差。 加装压力补偿密度后，测量值与实际值对应，正 常工作。 预防建议：订货时应注意流量的单位及工作状态，特 别是对气体和蒸汽来讲尤其重要。
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结构型式 类 型 管体材质 口径范围 流速范围 准 确 度 连接形式 探头材质 流体温度 标称压力 外壳防护 供电电源 输出信号 使用环境
分离型 分离距离：3m～5m 普通型，压力补偿型、温度补偿型、温压补偿型 304模具化浇铸壳体， 304焊接壳体，可定制 DN20～DN300 气体：5～50m/s；液体：0.5～7m/s；蒸汽：7～70m/s ±0.5％，±1.0％ 法兰连接，夹持 304，316L ≤350℃ DN20～DN100：PN40；DN125～DN250：PN25 DN300：PN16；可定制 IP65 24V.DC；3.6V锂电池 4～20mA；Frequency；定制RS485/HART 普通场所；危险场所：ExiaⅡCT3～T6、 ExdⅡBT2～T5某化工厂 仪表型号：YYW-A3-50DⅢPXR 故障现象：现场流量显示正常，输出电流偏小1mA 故障处理：仪表出厂默认为电源负极与壳体导通，当 现场接线时将供电电源的负极接地时，会导致电流输 出不正常，只要摘除仪表接线端处的C端和G端的连接 导线即恢复正常。 预防建议：这是由于涡街流量计的原理决定的，我公 司现已做了改良设计，即输出端与仪表完全隔离，电 源和仪表可以任意一点接地或重复接地。
故障排除
某炼油厂 仪表型号：YYW-A1-25DⅢXR 故障现象：投用后始终有流量显示，且显示的流量波 动较大 故障处理：该表为垂直安装，无固定支架，现场5米有 3台大功率电机，电机开启时仪表显示一个很大的值， 远远超过管道的实际流量值，判断为振动干扰。 对管道加固处理后，干扰消除，仪表显示正常 预防建议：1、对管道要进行加固处理 2、可选用耐振的流量计，如浮子流量计
维护指南 —— 测量误差大
原因分析 1) 直管段长度不足 2) 模拟转换电路零漂或满量程调整不对 3) 供电电压变化过大 4) 仪表超过检定周期 5) 传感器与配管内径差异较大 6) 安装不同心或密封垫凸入管内 7) 传感器沾污或损伤 8) 有两相流或脉动流处理方法
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故障排除
某化工厂 仪表型号：YYW-A2-50DⅢXR 故障现象：管道有流量，仪表流量显示为零 故障处理：此仪表已正常使用了一段时间，经检查发 现探头的两根传感器线与壳体相同，电容无穷大；拆 卸探头后发现已严重腐蚀，原因是介质为苯类化合物 原料，对不锈钢具有腐蚀性。 预防建议：订货时应对介质的腐蚀性质引起足够的重 视，作腐蚀性分析后确定流量计的型式。
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安装
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 不适用于测量低雷诺数（ReD≤2×104）流体 最小前后直管段的要求，前10D后5D 减小振动对涡街流量计的影响 测量系统必须有一点接地 使用屏蔽线，防止受干扰 现场的正确调整是用好的关键 不适宜涡街工作的地点选用涡街肯定效果不好
安装
涡街流量计属于对管道流速分布畸变、旋转 流和流动脉动等敏感的流量计，因此，对现场管 道安装条件应充分重视，遵照生产厂使用说明书 的要求执行。 涡街流量计可安装在室内或室外。如果安装 在地井里，有水淹的可能，要选用浸水型传感 器。传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安 装，但测量液体和气体时为防止气泡和液滴的干 扰，安装位置要注意，如图所示。
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维护指南 —— 通电通流后无输出信号
原因分析 1) 流量太小 2) 小信号切除太大 3) nt滤波参数设定为0 4) 无频率输出时，可能no单元=0 5) 传感器失灵或机械故障 6) 信号转化器失灵有误
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维护指南 —— 输出信号不规则不稳定
原因分析 1) 有较强电干扰信号 2) 传感器被沾污或受潮，灵敏度降低 3) 传感器灵敏度过高 4) 管道震动的影响 5) 工艺流程不稳定 6) 上下游阀门扰动 7) 流体未充满管道
主要特点
涡街流量计是应用卡门涡街原理通过漩涡频率 测量流量的仪表，适用液体、气体和蒸汽介质测 量。 ★ 精确度为中上水平，±0.5%～±1.0％ ★ 重复性高，0.2％ ★ 多参数测量，密度自动补偿 ★ 液体：0.5m/s～7m/s（10：1） 气体：4m/s～50m/s （10：1） 蒸汽：7m/s～70m/s （10：1） ★ 本安、隔爆
★ 对上游直管段的要求 ★ 下限流量不能太低 ★ 测量管道振动影响 ★ 仪表系数偏低 ★ 应用于量程上限时应注意的问题 a. 液体介质上限流量时应注意避免气穴现象 b. 气体上限流速小于0.2马赫数 ★ 不宜测量混相流和脉动流
产品概览
结构型式 类 型 管体材质 口径范围 流速范围 准 确 度 连接形式 探头材质 流体温度 标称压力 外壳防护 供电电源 输出信号 使用环境