涡街流量计的介绍及测量应用

标准孔板流量计在1980年代被广泛用于饱和蒸汽流量的测量，但从流量仪表的发展来看，孔板流量计虽然历史悠久，应用范围广泛；人们对他进行了很好的研究，实验数据齐全，但使用标准孔板流量计测量饱和蒸汽流量还存在一些不足：一是压力损失大；二、导压管、三组阀门及接头易泄漏；第三，测量范围小，一般为3：1，对于较大的流量波动容易造成测量值偏低。涡街流量计结构简单，涡街变送器直接安装在管道上，克服了管道泄漏现象。此外，涡街流量计压力损失小，量程宽，饱和蒸汽的量程比可达30：1。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使用越来越普及。

一、涡街流量计的测量原理

涡街流量计利用流体振荡原理来测量流量。当流体通过管道中的涡流变送器时，在三角柱涡流发生器的后面，上下交替产生两排与流量成正比的涡流。涡流的释放频率与流经涡流发生器的流体平均速度和涡流发生器的特征宽度有关，可表示为：

式中：F为涡流释放频率，Hz； V——流过涡流发生器的流体的平均速度，m/s； D——涡流发生器的特征宽度，m； ST 为斯特劳哈尔数，无量纲，取值范围为 0.14-0.27。 ST 是雷诺数的函数，st=f (1/re)。

当雷诺数Re在102-105范围内时，st值约为0.2。因此，测量时流体的雷诺数应为102-105，涡流频率f=0.2v/d。

因此，通过测量涡流频率可以计算出流过涡流发生器的流体的平均速度V，然后由公式q=va可以得到流量Q，其中a是流体流动的截面积通过涡流发生器。

当发生器两侧产生涡流时，利用压电传感器测量垂直于流体流动方向的交变升力变化，将升力变化转化为电频率信号，对频率信号进行放大整形后输出到二次仪表进行累计和显示。

2、涡街流量计的应用

2.1 涡街流量计的选择

2.1.1 涡街流量变送器的选型

在饱和蒸汽测量中，我公司采用合肥仪表总厂生产的VA型压电涡街流量变送器。由于涡街流量计的量程较宽，在实际应用中，一般认为饱和蒸汽的流量不低于涡街流量计的下限，即流体流量不得低于5m/ s。根据蒸汽消耗量选择不同直径的涡街流量变送器，而不是现有的工艺管道直径。

2.1.2压力补偿压力变送器的选择

由于饱和蒸汽管道较长，压力波动大，必须采用压力补偿。考虑到压力、温度和密度的对应关系，测量中只能采用压力补偿。由于我公司管道的饱和蒸汽压力在0.3-0.7mpa范围内，因此压力变送器的量程可选为1MPa。