涡街流量计课件
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涡街流量计
涡街流量计
• • • • • 一.涡街流量计及其工作原理和结构 二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及其关系* 三.旋涡发生体和检测方式 四.安装使用注意事项 五.横河涡街流量计常见故障及其处理 六.横河流量计参数说明
一.涡街流量计及其工作原理和结构
• 1.1.涡街流量计简介 涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡 街流量计，主要用于工业管道介质流体的流量 测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。其特 点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测 量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、 温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件， 因此可靠性高，维护量小。
谢谢观赏
Make Presentation much more fun
其他旋涡发生体和检测方式一览表
四.安装使用注意事项
• 4.1安装注意事项 – 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
无流量，有信号 有流量，无信号 流量信号不稳定 流量计量误差较大
*见横河涡街流量计常见故障及其处理PPT*
六.横河流量计参数说明
• • • • • • • 横河涡街流量计的参数说明 菜单A项：显示流量的瞬时值和累计值 [A10:FLOW RATE(%)]流量瞬时值 [A20:FLOW RATE]流量瞬时值（流量单位） [A30：TOTAL]流量累计值 [A40:TEMP(%)]温度值 [A40：TEMPERATURE]温度值
一.涡街流量计及其工作原理和结构
• 1.3涡街流量计结构 • 涡街流量计＝传感器＋转换器 • 传感器 – 旋涡发生体（阻流体）、 – 检测元件、 – 仪表表体； • 转换器 – 前置放大器、 – 滤波整形电路、 – D／A转换电路、（转换放大器） – 输出接口电路、端子、支架和防护罩
涡 街 流 量 计
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。
Q m3/h Re 345 10 Dm m m2 / s
3
二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及 其关系*
• 2.2斯特罗哈尔系数 • 在一定条件下， fd / v是一个定数，这个数便是斯特劳 哈尔系数 。即
fd St v
旋涡的发生频率
f St
U d
式中，U1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）； St——斯特劳哈尔数； d ——旋涡发生体迎面宽度； m——旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。
2.3 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
三.旋涡发生体和检测方式
• 3.1旋涡发生体
与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和 阻力特性（压力损失）密切相关， ①能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离； ②在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持 恒定的斯特劳哈尔数； ③能产生强烈的涡街，信号的信噪比高； ④形状和结构简单，便于加工、安装和组合； ⑤材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温变； ⑥固有频率在涡街信号的频带外。
• • • • • • • • •
[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-
• • • • • • • • • • •
[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
涡街流量计对上、下游直管段长度的要求
气体测量上游段特殊情况前后直管段长度参考
上游段工艺管道情况 调节阀 前直管段长 度 ≥50D 后直管段长 度 ≥10D
不同平面的两个90度弯头
同一平面的两个90度弯头 球阀 一个90度弯头或T字型接头 同心渐扩管 同心渐缩管 加装整流器
≥40D
≥25D ≥23D ≥20D ≥18D ≥15D ≥12D
三.旋涡发生体和检测方式
3.2检测方式 一类是检测漩涡发生的流速变化，采用的原件有热丝 热米电阻，超声波探头等。 另一类是检测漩涡发生时的压力变化，采用的检测原件 有压电原件，振片磁敏式，膜片+压电元件，膜片+电容， 膜片+电感等。横河涡街流量计的检测原件就是压电原 件。
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变 化的流体升力，该升力作用在基于压电效应 的检测探头上，便产生一系列交变电荷信号， 经过前置放大器转换、整形、放大处理后， 输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的 脉冲信号。
≥10D
≥10D ≥10D ≥10D ≥10D ≥10D ≥10D
四.安装使用注意事项
4.2使用注意事项
4.2.1现场安装完毕通电和通流前的检查
①主管和旁通管上各法兰、阀门、测压、测温孔及接 头应无渗漏现象；
②管道振动情况是否符合说明书规定；
③传感器安装是否正确，各部分电气连接是否良好。
五.横河涡街流量计常见故障及其处理
• • • • • • • • • • • •
菜单B项：标准设定项 [B10：FLOW SPAN]流量量程设定 [B15:DAMPING]阻尼时间常数设定 [B30：UPPER DISP]选择上段内容 [B31：LOWER DISP]选择下端显示内容 [B45:TOTAL RATE]积算率 菜单C项：基本设定项 [C10;TAG NO]位号 [C20：FLUID]流量类别 [C22:VOLUM UNIT]选择体积流量单位 [C25：DENSITY UNIT]选择流量密度单位 [C26：DENSITY f]工况状态下密度值
2 2 1 d m 1 d / D 1 (d / D) sin D
管道内体积流量
Q
4
D 2Fra Baidu bibliotek
4
D2
md f St
2 1
流量计的仪表系数
K
f D dm Q 4 St
（脉冲数/m3）
涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响 K与旋涡发生体、管道的几何尺寸、斯特劳哈尔数Sr有关， St为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关 K在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。
二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及 其关系*
• 2.1.雷诺数 • 雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流 动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为 流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例 如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用 雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确 定物体在流体中流动所受到的阻力。流体在圆管中流 动Re表示为： D:圆管直径Q:体积流量
涡街流量计
• • • • • 一.涡街流量计及其工作原理和结构 二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及其关系* 三.旋涡发生体和检测方式 四.安装使用注意事项 五.横河涡街流量计常见故障及其处理 六.横河流量计参数说明
一.涡街流量计及其工作原理和结构
• 1.1.涡街流量计简介 涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡 街流量计，主要用于工业管道介质流体的流量 测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。其特 点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测 量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、 温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件， 因此可靠性高，维护量小。
谢谢观赏
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其他旋涡发生体和检测方式一览表
四.安装使用注意事项
• 4.1安装注意事项 – 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
无流量，有信号 有流量，无信号 流量信号不稳定 流量计量误差较大
*见横河涡街流量计常见故障及其处理PPT*
六.横河流量计参数说明
• • • • • • • 横河涡街流量计的参数说明 菜单A项：显示流量的瞬时值和累计值 [A10:FLOW RATE(%)]流量瞬时值 [A20:FLOW RATE]流量瞬时值（流量单位） [A30：TOTAL]流量累计值 [A40:TEMP(%)]温度值 [A40：TEMPERATURE]温度值
一.涡街流量计及其工作原理和结构
• 1.3涡街流量计结构 • 涡街流量计＝传感器＋转换器 • 传感器 – 旋涡发生体（阻流体）、 – 检测元件、 – 仪表表体； • 转换器 – 前置放大器、 – 滤波整形电路、 – D／A转换电路、（转换放大器） – 输出接口电路、端子、支架和防护罩
涡 街 流 量 计
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。
Q m3/h Re 345 10 Dm m m2 / s
3
二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及 其关系*
• 2.2斯特罗哈尔系数 • 在一定条件下， fd / v是一个定数，这个数便是斯特劳 哈尔系数 。即
fd St v
旋涡的发生频率
f St
U d
式中，U1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）； St——斯特劳哈尔数； d ——旋涡发生体迎面宽度； m——旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。
2.3 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
三.旋涡发生体和检测方式
• 3.1旋涡发生体
与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和 阻力特性（压力损失）密切相关， ①能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离； ②在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持 恒定的斯特劳哈尔数； ③能产生强烈的涡街，信号的信噪比高； ④形状和结构简单，便于加工、安装和组合； ⑤材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温变； ⑥固有频率在涡街信号的频带外。
• • • • • • • • •
[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-
• • • • • • • • • • •
[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
涡街流量计对上、下游直管段长度的要求
气体测量上游段特殊情况前后直管段长度参考
上游段工艺管道情况 调节阀 前直管段长 度 ≥50D 后直管段长 度 ≥10D
不同平面的两个90度弯头
同一平面的两个90度弯头 球阀 一个90度弯头或T字型接头 同心渐扩管 同心渐缩管 加装整流器
≥40D
≥25D ≥23D ≥20D ≥18D ≥15D ≥12D
三.旋涡发生体和检测方式
3.2检测方式 一类是检测漩涡发生的流速变化，采用的原件有热丝 热米电阻，超声波探头等。 另一类是检测漩涡发生时的压力变化，采用的检测原件 有压电原件，振片磁敏式，膜片+压电元件，膜片+电容， 膜片+电感等。横河涡街流量计的检测原件就是压电原 件。
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变 化的流体升力，该升力作用在基于压电效应 的检测探头上，便产生一系列交变电荷信号， 经过前置放大器转换、整形、放大处理后， 输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的 脉冲信号。
≥10D
≥10D ≥10D ≥10D ≥10D ≥10D ≥10D
四.安装使用注意事项
4.2使用注意事项
4.2.1现场安装完毕通电和通流前的检查
①主管和旁通管上各法兰、阀门、测压、测温孔及接 头应无渗漏现象；
②管道振动情况是否符合说明书规定；
③传感器安装是否正确，各部分电气连接是否良好。
五.横河涡街流量计常见故障及其处理
• • • • • • • • • • • •
菜单B项：标准设定项 [B10：FLOW SPAN]流量量程设定 [B15:DAMPING]阻尼时间常数设定 [B30：UPPER DISP]选择上段内容 [B31：LOWER DISP]选择下端显示内容 [B45:TOTAL RATE]积算率 菜单C项：基本设定项 [C10;TAG NO]位号 [C20：FLUID]流量类别 [C22:VOLUM UNIT]选择体积流量单位 [C25：DENSITY UNIT]选择流量密度单位 [C26：DENSITY f]工况状态下密度值
2 2 1 d m 1 d / D 1 (d / D) sin D
管道内体积流量
Q
4
D 2Fra Baidu bibliotek
4
D2
md f St
2 1
流量计的仪表系数
K
f D dm Q 4 St
（脉冲数/m3）
涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响 K与旋涡发生体、管道的几何尺寸、斯特劳哈尔数Sr有关， St为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关 K在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。
二.雷诺数和斯特罗哈尔系数介绍及 其关系*
• 2.1.雷诺数 • 雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流 动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为 流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例 如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用 雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确 定物体在流体中流动所受到的阻力。流体在圆管中流 动Re表示为： D:圆管直径Q:体积流量