涡街流量计：从原理到应用的完全指南

基本原理

涡街流量计(Vortex Flowmeter)基于卡门涡街原理工作：

• 当流体流经非流线型阻流体(漩涡发生体)时，会在其下游两侧交替产生有规律的漩涡

• 这些漩涡的频率与流体流速成正比

• 通过检测漩涡频率即可计算出体积流量

数学关系式：

f = St × v/d

其中：

• f：漩涡频率(Hz)

• St：斯特劳哈尔数(无量纲常数，通常0.15-0.2)

• v：流体流速(m/s)

• d：阻流体特征宽度(m)

结构与组成

1. 漩涡发生体：特殊形状的阻流体，产生稳定的涡街

2. 传感器：检测漩涡频率，常见类型：

   • 压电式(最常用)

   • 电容式

   • 超声波式

   • 热敏式

3. 信号处理单元：放大、滤波、计算流量

4. 表体：连接管道，承受压力

5. 转换器：将信号转换为标准输出(4-20mA、脉冲等)

工作特性

• 测量范围：通常流速范围0.3-7m/s(液体)，5-60m/s(气体)

• 精度：±1%读数(液体)，±1.5%读数(气体/蒸汽)

• 重复性：±0.2-0.5%

• 量程比：10:1至20:1

• 压力损失：中等(低于孔板，高于电磁流量计)

主要优点

1. 无活动部件，可靠性高，维护量小

2. 适用多种介质(液体、气体、蒸汽)

3. 输出信号与流量线性关系

4. 较宽的量程比

5. 不受流体密度、粘度影响(在一定范围内)

6. 无零点漂移问题

7. 长期稳定性好

局限性

1. 对管道振动敏感

2. 低流速测量受限(有下限流速要求)

3. 不适用于低密度气体和粘稠液体

4. 直管段要求较高(通常上游10D，下游5D)

5. 漩涡发生体可能被杂质缠绕或磨损

典型应用领域

1. 工业过程控制：

   • 化工生产

   • 石油炼制

   • 制药行业

2. 能源计量：

   • 蒸汽流量测量

   • 天然气计量

   • 供热系统

3. 公用事业：

   • 水处理

   • 压缩空气系统

   • 制冷系统

4. 特殊应用：

   • 饱和/过热蒸汽

   • 腐蚀性介质(需特殊材质)

   • 高温高压介质

选型指南

1. 介质特性：

   • 液体/气体/蒸汽

   • 温度、压力范围

   • 腐蚀性、洁净度

2. 流量范围：

   • 确定最小/正常/最大流量

   • 保证在可测范围内

3. 管道尺寸：

   • DN15-DN300常见

   • 大管径成本显著增加

4. 精度要求：

   • 标准型或高精度型

5. 输出信号：

   • 模拟量(4-20mA)

   • 脉冲输出

   • 数字通信(HART、PROFIBUS等)

6. 防爆要求：

   • 危险区域需防爆认证

7. 材质选择：

   • 接液部分材质(304SS、316L、哈氏合金等)

   • 法兰/过程连接方式

安装要求

1. 流向：确保与流量计标注方向一致

2. 管道布置：

   • 上游至少10倍管径直管段

   • 下游至少5倍管径直管段

   • 避免泵、阀门等扰动源靠近

3. 振动：必要时加装减震支架

4. 方位：

   • 液体：避免气泡积聚(优选垂直向上流)

   • 气体：避免液体积聚(优选垂直向上流)

   • 蒸汽：保持测量管充满(水平安装或垂直向上)

5. 过滤器：脏污介质前安装过滤器

6. 支撑：大型流量计需适当支撑

维护与故障排除

常规维护：

1. 定期检查零点(关闭流量时输出应为零)

2. 检查密封件和连接处是否泄漏

3. 清洁传感器表面(?；?

4. 验证输出信号准确性

常见故障及处理：

市场主流品牌

1. 国际品牌：

   • Endress+Hauser(恩德斯豪斯)

   • Yokogawa(横河)

   • Siemens(西门子)

   • ABB

   • KROHNE(科隆)

   • Emerson(罗斯蒙特)

2. 国内品牌：

   • 川仪

   • 艾丝特

   • 天信

   • 青天伟业

3. 选择考虑因素：

   • 技术性能

   • 售后服务

   • 价格

   • 行业应用经验

未来发展趋势

1. 数字化和智能化：

   • 自诊断功能

   • 无线通信

   • 预测性维护

2. 多参数测量：

   • 同时测量流量、温度、压力

3. 低功耗设计：

   • 电池供电长期运行

4. 新型检测技术：

   • 光纤传感

   • MEMS技术

5. 扩展应用范围：

   • 更宽的温度/压力范围

   • 更小的管径应用

涡街流量计因其可靠性、适用性和经济性，在工业流量测量领域占据重要地位。正确选择、安装和维护是确保其长期稳定运行的关键。如想了解更多流量计相关信息或者流量计选型，可咨询艾丝特流量计厂家技术客服：180 1926 2426（微信同号）获取帮助。