本文系统阐述涡街流量计的测量原理、结构特征及工程应用要点,形成标准化技术指南:
一、核心测量理论
卡门涡街原理:
f = St × v / d
式中:
f - 漩涡分离频率(Hz)
St - 斯特劳哈尔数(0.17-0.42)
v - 流体流速(m/s)
d - 阻流体特征宽度(m)
信号生成流程:
流体流动 → 交替涡旋 → 应力变化 → 传感元件 → 频率信号 → 流量换算
二、典型结构组成
本体组件:
▷ 漩涡发生体(三角柱/梯形柱,表面硬化处理HRC≥58)
▷ 传感器阵列(双压电晶体冗余设计)
▷ 表体结构(符合ASME B16.34 Class 600)
检测器类型对比:
| 类型 | 灵敏度 | 适用介质 | 温度范围 |
|------------|-----------|----------------|-------------|
| 压电式 | ±0.1Pa | 气体/蒸汽 | -40350℃ |
| 电容式 | ±0.05pF | 导电液体 | -200200℃ |
| 超声式 | 0.01m/s | 腐蚀性介质 | -50~150℃ |
三、关键性能参数
量程特性:
雷诺数范围:2×10^4~7×10^6(保证±1%精度)
量程比:10:1(液体)/ 30:1(气体)
始动流速:0.3m/s(水介质,DN50)
介质适应性: ▶ 压力损失:<0.1bar(满量程时) ▶ 粘度限制:<30cP(需Re>2×10^4) ▶ 含气率要求:<5%体积比(液体工况)
四、安装工程规范
管路配置要求:
前直管段:15D(后5D)
流向标识:与发生体尖端方向一致
振动控制:安装位置振动<2g(10-1000Hz)
参数设置规范: ▶ 密度补偿:启用实时温压补偿算法 ▶ 低切频率:设定0.5f_min消除干扰 ▶ 脉冲输出:4-20mA叠加HART协议
五、特殊工况解决方案
脉动流处理:
加装脉动阻尼器(容积>管容15%)
启用自适应滤波算法(时间常数1-60s可调)
采用双传感器互相关检测
两相流测量:
气液混合:安装持气率测量装置
固液混合:配置自清洗型发生体(表面粗糙度Ra≤0.8μm)
粘性介质:内置粘度补偿模型(符合API 22.2标准)
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