采用一體化結(jié)構(gòu)的渦街流量計是集成了渦街流量傳感器，壓力變送器，溫度傳感器三種傳感器于一體，所測量信號經(jīng)流量計信號處理電路采用單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測量精度高。可以內(nèi)置鋰電池供電或者24VDC供電。渦街流量計 優(yōu)點是壓電晶體內(nèi)置在漩渦發(fā)生體內(nèi)，避免外置式引起流體擾動，無零點漂移，可靠性高。具有RS-485 接口、Hart協(xié)議、ModBus 協(xié)議的可選通訊功能，有著非常穩(wěn)定的零點和精度。傳感器口徑：DN15 - DN300 （插入式為DN250 - DN12OO ) ，廣泛應(yīng)用于測量過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體及液體的體積流量。測量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體（避免多相流）
蒸汽流量計 分：概述• 產(chǎn)品的種類和適用范圍
• LUGB 系列滿管型壓電式渦街流量儀表 • LUGB 系列插入型壓電式渦街流量儀表 • LUGE 系列滿管型電容式渦街流量儀表 • LUGE 系列插入型電容式渦街流量儀表 • LUGB/E 系列電池供電型渦街流量儀表 • 潛水型 / 分體型渦街流量儀表（協(xié)議訂貨） • 多功能曲線紀(jì)錄積算儀，帶 P/T 補(bǔ)償功能、中文液晶顯示 • 智能流量積算儀，數(shù)碼管顯示 LUGB/E 型渦街流量儀表廣泛適用于石油 、 化工 、冶金、 熱力 、 紡織 、 造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體 ( 氧氣、氮氣氫氣、天然氣、煤氣等 ) 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制 .
工作原理
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖 ( 一 ) 所示。
圖 ( 一 )
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f ，被測介質(zhì)來流的平均速度為 V ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d ，表體通徑為 D ，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式 :
f=StV/d 公式 (1)
式中：
f －發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St －斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V －流體的平均流速
d －旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中 , 斯特羅哈爾數(shù)（ St ）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（ St ）與雷諾數(shù)（ Re ）的關(guān)系。
概 述
圖（二）
在曲線表中 St ＝ 0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比 , 即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（ K ），見式（ 2 ）
K ＝ N/Q （ 1/m 3） 公式（ 2 ）
式中： K ＝儀表常數(shù)（ 1/m3 ）。
N ＝脈沖個數(shù)
Q ＝體積流量（ m3 ）
蒸汽流量計主要技術(shù)指標(biāo)表 ( 一 )
| 公稱通徑 (mm) | 25 ， 40 ， 50 ， 65 ， 80 ， 100 ， 125 ， 150 ， 200 ， 250 ， 300 ， (300 ～ 1000 插入式 ) |
| 公稱壓力 (MPa) | DN25-DN200 4.0(>4.0 協(xié)議供貨 ) ， DN250-DN300 1.6(>1.6 協(xié)議供貨 ) |
| 介質(zhì)溫度 (℃) | 壓電式： -40 ～ 260 ， -40 ～ 320 ；電容式： -40 ～ 300, -40 ～ 400 ， -40 ～ 450 （協(xié)議訂貨） |
| 本體材料 | 1Cr18Ni9Ti ， ( 其它材料協(xié)議供貨 ) |
| 允許振動加速度 | 壓電式 : 0.2g 電容式 :1.0 ～ 2 .0g |
| 度 | ±1%R ， ±1.5%R ， ±1FS ；插入式： ±2.5%R ， ±2.5%FS |
| 范圍度 | 1 ： 6 ～ 1 ： 30 |
| 供電電壓 | 傳感器： +12V DC ， +24V DC ；變送器： +12V DC ， +24V DC ；電池供電型： 3.6V 電池 |
| 輸出信號 | 方波脈沖 ( 不包括電池供電型 ) ：高電平 ≥5V ，低電平 ≤1V ；電流： 4 ～ 20mA |
| 壓力損失系數(shù) | 符合 JB/T9249 標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4 |
| 防爆標(biāo)志 | 本安型： ExdⅡia CT2-T5 隔爆型： ExdⅡCT2-T5 |
| 防護(hù)等級 | 普通型 IP65 潛水型 IP68 |
| 環(huán)境條件 | 溫度 -20℃ ～ 55℃ ，相對濕度 5% ～ 90% ，大氣壓力 86 ～ 106kPa |
| 適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
| 傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型： ≤ 300m ，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4 ～ 20mA) ：負(fù)載電阻 ≤750Ω |
第二部分 : 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計
儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作 , 儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行 . 因此用戶和設(shè)計單位在選用本公司產(chǎn)品時 , 請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料 , 認(rèn)真核對 流體的工藝參數(shù) 并 隨時可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系，以確保選型正確。
儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。
( 一 ) 蒸汽流量計參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二）， 參比條件如下：
1 ．氣體： 常溫常壓空氣， t= 20℃ ， P=0.1MPa （絕壓）， ρ= 1.205 kg /m 3 ， υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 ．液體： 常溫水， t= 20℃ ， ρ= 998.2kg /m 3 ， υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
（二）蒸汽流量計確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1
2 ． 渦街流量儀表測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量 , 相關(guān)公式如下：
（ 1 ）已知氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過以下公
式求出工況體積流量
公式（ 3 ）
(2) 已知氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ，可通過以下公
式求出工況密度
公式（ 4 ）
（ 3 ）已知質(zhì)量流量 Q m 換算為體積流量 Q v
公式（ 5 ）
式中：
Q v ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量 (m 3 /h)
（ Q v = 3600f /K K: 儀表系數(shù) ）
Q o ： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量 (Nm 3 /h)
Q m ： 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 )
ρ o ：介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 ) ，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見表（三）
P ： 工況狀態(tài)表壓 (MPa)
t ： 工況狀態(tài)溫度 (℃)
3 ．蒸汽流量計儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應(yīng)該滿足兩個條件： 小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（ Re=2×10 4 ）；對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許 值（旋渦強(qiáng)度與升力 ρ v 2 成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：
由密度決定的工況可測下限流量：
由運(yùn)動粘度決定的線性下限流量：
公式（ 7 ）
式中：
Q ρ ：滿足旋渦強(qiáng)度要求 小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質(zhì)的密度
Q υ : 滿 小雷諾數(shù)要 小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質(zhì)工況密度（ kg/m 3 ）
Q 0 : 參比條件下 小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質(zhì)的 運(yùn)動粘度 (m 2 /s)
通過 公式（ 6 ）、（ 7 ）計算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν ， 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：
Q υ ≥ Q ρ ：可測流量范圍為 Q ρ ～ Qmax , 線性流量范圍為 Q υ ～ Qmax
Q υ < Q ρ ：可測流量范圍和 線性流量范圍為
Q ρ ～ Qmax
Qmax ：渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)
公式（ 6 ） 4 ．儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準(zhǔn) . 氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m /s, 液體的上限流速應(yīng)該小于 7m /s
5 ． 當(dāng) 用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時，常采用的計量單位是質(zhì)量流量，即： t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式 (8) 進(jìn)行計算得出
公式（ 8 ）
式中：
ρ ： 蒸汽的密度（ kg/m 3 ）
ρ 0 ： 1.205kg /m 3
Q 蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（ t/h ）
6 ．計算壓力損失，檢測 壓力損失對工藝管線是否有影響 ，公式 ( 單位： Pa) ：
Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式（ 9 ）
式中：
ρ ：工況介質(zhì)密度（ kg/m 3 ） V: 平均流速（ m/s ）
7 ． 被測介質(zhì)為液體時 , 為防止氣化和氣蝕 , 應(yīng)使管道壓力符合以下要求 :
p ≥ 2.7 Δ p+1.3p 0 公式（ 10 ）
式中：
Δ p: 壓力損失（ Pa ）
p 0 ：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（ Pa 絕壓）
Po: 流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓 )
8 ．蒸汽流量計不適合測量高粘度液體。當(dāng)計算出的可測流量下限不滿足設(shè)計工藝要求時，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計。
9 ．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2 ～ 2/3
Δ p: 壓力損失（ Pa ） Cd ：壓力損失系數(shù)
表 ( 二 ) 蒸汽流量計 參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表
注：表中 (300) ～ (1000) 口徑為插入式
表 ( 三 ) 蒸汽流量計 常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（ 0℃ ，絕壓 P=0.1MPa ）
| 氣體名稱 | 密度 (kg/m 3 ) | 氣體名稱 | 密度 (kg/m 3 ) |
| 空氣 ( 干 ) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
| 氮氣 | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
| 氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
| 氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
| 氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
| 氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
| 氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
| 一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
| 二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
例一：已知氣體壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時
某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為 Q N =1 200-12000Nm 3 /h , 壓力 P=0.7Mpa( 表壓 ) ，溫度 t= 30℃ 。試確定流量計口徑。
步驟一：計算壓縮空氣的工況體積流量
由公式 (3):
工況使用下限體積流量為 :
Q vmin =Q N ×0.101325×(273.15+t)/293.15/ （ P +0.1 ）
=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/ （ 0.7 +0.1 ）
=157(m 3 /h)
工況使用流量上限為 : Q vmax =1570(m 3 /h)
步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍 157 -1570m 3 /h ，查表（二），滿足下限流量條件的流量計為 DN80 、 DN100 和 DN125 ，考慮到上限流量 1270m 3 /h 及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選 DN100, DN100 流量計的工況流量范圍是 100 -1700m 3 /h ，接近使用流量范圍，初選 DN100 流量計，但應(yīng)具體核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量：
由公式 (4) 及公式 (6):
=37.46(m 3 /h)
即，流量計在該工況條件下的可測下限流量是
37.46m 3 /h ，遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m 3 /h ，確定選用 DN100 流量計。
例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時
測量介質(zhì)為過熱蒸汽，蒸汽溫度為 320 ℃ ，壓力為 1.5MPa （絕壓） , 流量范圍為 3t/h ～ 25t/h, 試 確定流量計口徑。
步驟一：計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經(jīng)查附表 ( 二 ), 該狀態(tài)下蒸汽的密度為 : 5.665Kg /m 3 , 由公式 (8) :
=765(m 3 /h)
6379(m 3 /h)
步驟二：根據(jù)等效參比流量范圍 765 -6379m 3 /h ，查表（二），比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。
二．蒸汽流量計儀表的安裝設(shè)計
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
安裝環(huán)境要求：
盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊憽Ｈ舯仨毎惭b，須有隔熱通風(fēng)措施。
避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游 2D 處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
儀 裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成 U 形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
儀表安裝點周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
儀表管道安裝要求：
渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖 ( 三 )
DN 為儀表工稱口徑 單位 :mm
圖 ( 三 )
注 : 調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游 , 而應(yīng)安裝在渦街流量儀表的下游 10D 處。
上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑 Dp 與渦街儀表表體內(nèi)徑 Db, 應(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量儀表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于 0.05Db
儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大 1 -2mm
測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應(yīng)設(shè)置在下游 3-5D 處，測溫孔應(yīng)設(shè)置在下游 6-8D 處，見圖（七）。 D 為儀表工稱口徑，單位： mm
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
測量氣體時，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測量管，氣流應(yīng)自下而上流動，如圖（四） a 所示
測量液體時，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時，應(yīng)該保證液體流動方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
