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技術(shù)文章
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計(jì)測量原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2775 發(fā)布時間：2013-7-11
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計(jì)測量原理
渦街流量計(jì)測量原理
渦街流量計(jì)基于卡門渦街原理（Karman vortex street） 進(jìn)行測量。流體通過擋體時，兩側(cè)會交替出現(xiàn)漩
渦，且兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反。每個漩渦將產(chǎn)生一個低壓區(qū)，傳感器檢測壓力變化，并轉(zhuǎn)換成
脈沖信號。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） 無關(guān)。因此， K 系數(shù)與被測介質(zhì)類型（ 蒸汽、氣體或液體） 無關(guān)。
1.初始測量信號（ 頻率信號） 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)通過標(biāo)定確定K 系數(shù)，確保長期穩(wěn)定性，無零點(diǎn)漂移。
2.流量計(jì)無任何可移動部件，無需維護(hù)。
Endress+Hauser電容式傳感器
E+H渦街流量計(jì)中的傳感器對整個測量系統(tǒng)的測量性能、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性和和測量可靠性有著重要的影響。結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的DSC （ 差動開關(guān)電容） 傳感器（Prowirl 73 內(nèi)置Pt 1000 溫度測量熱電阻） 通過水錘測試、抗振測試和抗溫度沖擊測試（ 溫度沖擊：150 K/s）。Endress+Hauser 的Prowirl 流量計(jì)采用優(yōu)良可靠的電容測量技術(shù)，在范圍內(nèi)擁有超過 200,000 例的成功應(yīng)用實(shí)例。DSC （ 差動開關(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)，僅僅對測量變量（ 渦街） 作出響應(yīng)，即使在振動管路中，傳感器的靈敏度也不受影響，可以對低密度的微小流量進(jìn)行穩(wěn)定測量。因此，在苛刻的操作條件下也可以保證大量程比。振動加速度高達(dá)1 g，且三個軸向（X、Y、Z） 上的振動頻率高達(dá)500 Hz，不會影響流量測量?；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)全部在測量精度范圍內(nèi)。
大量實(shí)際測量和仿真試驗(yàn)表明：即使渦街的擋體邊緣處有粘附，對測量精度也無負(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：測量非磨損性或非腐蝕性流體時（ 例如：大多數(shù)水和蒸汽測量），流量計(jì)邊緣的圓度不會超過1 mm （0.04"）。
• 流量計(jì)邊緣的圓度始終小于1 mm （0.04"） 時，絕不會超出原始標(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1 mm （0.04"） 時，流量計(jì)可保證的測量精度。
Prowirl 渦街流量計(jì)用于非磨損性和非腐蝕性流體測量時，在整個生命周期內(nèi)保證標(biāo)定的測量精度。
內(nèi)置縮徑管的傳感器
在許多應(yīng)用場合中，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)致流速過低，
不能在擋體后端形成漩渦。表現(xiàn)為在小流量范圍中測量時，信號丟失。通過一級或二級縮徑增大
流速，可以解決上述問題。通常使用下列連接管：
• 縮徑管（a）
• 前直管段（b） （ zui小長度為15 × DN）
• 后直管段（c） （ zui小長度為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”：一級縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 50 （2"）
• Prowirl 72F/73F “S 型”： 二級縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 40 （1½"）（S = “ 超級” 縮徑）
具有下列優(yōu)點(diǎn)：
• 通過前后直管段實(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)約時間和使用成本（ 流量計(jì)安裝的前后直管段長度要求? ä 25）
• 低流量時可以擴(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度相同，降低了管路布局風(fēng)險(xiǎn)。各種型號的流量計(jì)可以相互替換，無需重新進(jìn)行管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布局
• 測量精度參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)型流量計(jì)一致溫度測量（Prowirl 73）
Prowirl 73 用于體積流量測量，此外，還能測量流體溫度。通過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)?；谥饕獪y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)
• 過熱蒸汽（恒定壓力值或通過HART/PROFIBUS PA/基金會現(xiàn)場總線（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HART/PROFIBUS PA/基金會現(xiàn)場總線（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。