涡街流量计的主要优缺点有什么--常州成丰

浅说涡街流量计作者：李先锋来源：《科技信息·中旬刊》2018年第03期涡街流量计结构简单，涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。

另外，涡街流量计的压力损失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比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受到人们的青睐。

一、涡街流量计的测量原理卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门在1911年观察到并研究的现象：当流体绕过非流体线形物体时，物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。

旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：f=Stv/d式中：f为旋涡的释放频率，Hz；v为流过旋涡发生体的流体平均速度，m/s；d为旋涡发生体特征宽度，m；St为斯特罗哈尔数，无量纲，它的数值范围为0.14-0.27。

St是雷诺数的函数，St=f（l/Re）。

当雷诺数Re在102～105范围内，St值约为0.2，因此，在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在102～105，旋涡频率f=0.2v/d。

由此可知，通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。

当旋涡在发生体两侧产生时，利用压电传感器测出与流体流向垂直的交变升力变化，将升力的变化转换为电的频率信号，再将频率信号进行放大和整形，输出到二次仪表，进行累积、显示。

二.涡街流量计的优点1、结构简单而牢固，无可动部件，可靠性高，长期运行十分可靠；2、安装简单，维修十分方便；3、检测传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长；4、精度较高（与差压式、浮子式相比）5、测量范围宽，量程比可达1：10；6、压力损失较小，运行费用低，更具节能意义；7、在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组份变化影响，仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关测量流体的体积流量无需补偿，调换配件后无需重新标定仪表的系数。

浅析涡街流量计的优点及缺点流量计是如何工作的涡街流量计的工作原理是在流体中安置一个非流线型旋涡发生体，使流体在发生体两侧交替地分别，释放出两串规定地交叉排列的旋涡的流量计。

在确定范围内旋涡分别频率与流量成正比，通过计算旋涡分别频率可以测得介质的流量。

一、涡街流量计的优点为：1）涡街流量计无可动部件，测量元件结构简单，性能牢靠，使用寿命长。

2）涡街流量计测量范围宽。

量程比一般能达到1：10、3）涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。

一般不需单独标定。

它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。

4）它造成的压力损失小。

5）精准度较高，重复性为0.5％，且维护量小。

二、其缺点为：1）涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的测量结果应是质量流量，对于气体，测量结果应是标准体积流量。

质量流量或标准体积流量都必需通过流体密度进行换算，必需考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

2）造成流量测量误差的因素紧要有：管道流速不均造成的测量误差；不能精精准定流体工况变化时的介质密度；将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。

这些误差假如不加以限制或除去，涡街流量计的总测量误差会很大。

3）抗振性能差。

外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。

通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。

大管径影响更为明显。

4）对测量脏污介质适应性差。

涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，更改几何体尺寸，对测量精度造成极大影响。

5）直管段要求高。

涡街流量计直管段确定要保证前40D后20D，才能充分测量要求。

6）耐温性能差。

涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。

平衡流量计的安装注意事项平衡流量计是一种革命性的差压式流量仪表，其工作原理与其他差压式流量计一样，都是基于密封管道中的能量转换原理：在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比；用测出差压值依据伯努利方程即可计算出管道中的流量。

涡街流量计测量蒸汽流量有哪些优越性今天我们将对用涡街流量计测量水蒸汽进行探讨，以求获得一种经济适用的测量方法。

在化工生产过程中，经常需要对水蒸汽的流量进行测量。

而影响蒸汽流量测量的因素较多。

水经过加热蒸发变成饱和蒸汽，饱和蒸汽的温度与压力之间存在着对应关系。

将饱和蒸汽再加热就成了过热蒸汽，这时温度和压力不再呈一一对应关系。

由于它的温度高，能满足生产需要，且在传输中不易发生相变，因此我们在生产中测量的多是过热蒸汽。

测量过热蒸汽常用质量流量表示，单位为kg/h或t/h。

蒸汽的质量流量与蒸汽的密度相关，而密度又受蒸汽的压力及温度影响。

蒸汽的测量必须跟踪压力及温度的变化，否则带来很大的测量误差。

为了准确地测量蒸汽流量，必须同时测量蒸汽的温度和压力，再换算出蒸汽的密度，从而得到蒸汽的流量。

这便是我们所说的温压补偿，温压补偿是测量蒸汽质量流量不可缺少的环节。

流量仪表的选择测量蒸汽流量的仪表有多种，我们必须对其经济性和适用性进行权衡，既要兼顾准确性，又要考虑使用成本和维护成本。

测量蒸汽流量的仪表主要有标准孔板、均速管、弯管、浮子式流量计、热式质量流量计等。

zui早人们普遍采用标准孔板来测量蒸汽流量，同时安装测温点和测压点来进行温压补偿，但其测量过程所需仪表过多，人们嫌麻烦，常常缺少了温度或压力补偿这个环节，造成很大的测量误差。

且用孔板来测量蒸汽，压力损失较大，运行费用高；导压管、三组阀及连接头容易泄漏；且在冬季需对导压管进行保温，维护成本高。

后来人们采用热式质量流量计测量蒸汽流量，测量精度高，维护成本低，但用热式质量流量计测量蒸汽流量，投入费用高，且不能在温度高的情况下工作，使用受到限制。

而涡街流量计结构简单，直接安装于管道上，压力损失小，克服了压力传输中的泄露问题，也不需要采取保温措施；安装使用方便，测量准确度高，使用成本低，维护工作量小，具有其它流量测量仪表不可比拟的许多优点，得到了广泛的应用。

涡街流量计测量原理及其特点涡街流量计是根据卡门涡街原理来进行测量的，液体流过涡街流量计的漩涡发生体时，产生上下交的两列旋涡，漩涡的频率与流体的流速有关，通过测量漩涡的频率f就可计算出流体的流速v，流量q=vA，，式中A为流过漩涡发生体的横截面积。

涡街流量计的优缺点介绍涡街流量计是一种使用涡轮产生的转速，来测量流体流量的仪表。

它在工业生产中有着广泛的应用，因为它具有一些优点和缺点。

以下将对涡街流量计的优缺点进行介绍。

优点1. 高精度涡街流量计的测量精度高，一般可达到±0.2%～±0.5%。

其高精度是因为涡街流量计的流量测量不受介质性质的影响，而仅关注流量的物理量，如体积或质量。

因此，该仪表可以将精度控制在较高的水平。

2. 结构简单涡街流量计的结构相对简单，只需要将涡街部件与传感器组合起来即可。

由于其机械结构简单，维护成本较低。

3. 独立于物理性质涡街流量计的测量原理是通过涡轮的转速来测量流体流量，因此该仪表不受测量介质的物理性质影响。

一般适用于各种流体介质的流量测量。

4. 适用于高粘度介质涡街流量计可以适应多种不同的介质，包括高粘度介质。

因为它的主要原理是测量涡轮转速，高粘度液体对转速没有大的影响。

5. 范围广涡街流量计的流量范围广，一般可达到两个数量级，适用于多种流量要求的场合。

缺点1. 灵敏度低涡街流量计的灵敏度相对较低，当介质流速较小时，或者管道直径较小的时候，涡街流量计的精度就会有所下降。

2.易受干扰涡街流量计本身的测量过程较为稳定，但它还是比较容易受到外部因素的干扰，如水流的波动、管道异物等都会对测量精度产生较大的影响。

3. 容易堵塞对于涉及到颗粒物质的介质，涡街流量计就不太适用，因为涡街流量计的结构相对较为复杂，在管道中容易被颗粒物质阻塞，导致使用寿命降低。

4. 安装要求高由于涡街流量计的精度高，安装也需要较为精准，需要保证涡街部件和传感器的安装位置、方向等都符合技术规范，才能保证测量精度。

同时，涡街流量计对流体的入口和出口之间的距离比较敏感，也需要注意合理安装。

综合以上，涡街流量计有着一定的优点和缺点。

在实际工业生产中，应该合理选择仪器，根据其特点和适用范围来选择最适合的流量仪器，以保证测量精度和生产效率。

首先应该指出，传统的变径管可以经过缩径，并配以较小口径的流量计来达到测量小流量的目的，但是这种方法不可能扩大仪表的量程比，因为它并末改变管道的流速分布状态。

我们知道，涡街流量计的理论及推导是基于在无穷大的均匀流场中得到的，而在实际封闭圆管中，却是非均匀流场，横断面的流速分布是一回转抛物面，虽然选择合理的柱型，使柱体两侧弓形面的流速分布均匀，但实际上，工艺管道上回转抛物面的流速分布的影响是客观存在的。

实验表明在比较大的流量时，这个影响较小，或说这个影响在允许的范围内；但随着流量的下降，这个影响越来越大，从大量标定数据看，仪表常数总是随着流量的减小而增大。

这说明取样点的流速与平均流速差异越来越大。

采用了变径整流器后，由于缩经断面的流速在逐渐增大，在断面上各点流速的增加是不一样的，靠近中心流速增加小，而靠近喉径边沿处流速增加大。

传统的流体整流器经长期的研究与实践已趋于成熟，它一般采用阻隔体分隔流道来调整管道内的速度分布，以达到整流的目的；这一类整流器主要用于实验室和流量标定系统。

但这种方法易引起污物堵塞和增加阻力损失，所以在工业管道上很少采用。

涡街流量计由于其独特的性能，一直受到人们重视，并己到了广泛的应用，但仍有以下两个方面的问题困扰着人们:第一，涡街流量计主要特点之一是量程宽，一般在10：1左右，应该说这样宽的测量范围应属比较优良的性能，但在实际工业应用中，最大流量远低于仪表的上限值，最小流量又往往会低于仪表的下限值，一些仪表经常工作在下限流量附近，造成仪表的计量准确度下降，这时信号较弱，仪表的抗干扰能力也下降。

第二，由于仪表上游管道阻流件的干扰，流场发生畸变，影响旋涡正常拨离。

为了克服流场扰动，仪表前需要配装较长直管道(一般为15~40倍的工艺管内径的长度)，而在实际现场是很难满足的。

为了测量小流量，人们往往采用内腔形状为园台的传统变径管，经过缩径提高测量处的流速。

使涡街流量计工作在正常流速范围内，但这种变径方式，结构尺寸大(一般长度为工艺管内径的3~5倍)，同时，由于流体流经变径管，在变径处产生大量旋转流团，增大局部阻力损失，也使流场发生畸变。

涡街流量计的优点和局限性
1、优点
（1）涡街流量计结构简单牢固，一体化安装无可动机械零件，安装方便，水平或垂直安装均可，维修费用低；
（2）信号输出与实际体积流量成正比，测量几乎不受流体参数(温度、压力、密度和粘度等)变化影响；
（3）准确度较高（±0.5 %~±1%），测量范围宽（10：1），压力损失小；
（4）仪表系数和管道形状尺寸有关，传感器不接触介质，校验后可以适用各种流体。

2、局限性
（1）不适用于低雷诺数测量（ReD=2×104），故在高粘度、低密度、低流速、小口径情况下应用受到限制。

（2）对管道机械振动较敏感，抗振能力差，不宜用于强振动场所，需要增加防振措施。

（3）当介质为粘附流体时，检测元件易受流体中的污物及颗粒的影响。

（4）热敏测量元件适用温度低于200℃，标准型压力等级低于6.4MPa。

各种流量计优缺点流量计是一种用于测量液体、气体或蒸汽流量的仪器。

不同类型的流量计在不同的工作环境和应用中有各自的优缺点。

以下是常见的几种流量计的优缺点：1. 体积流量计（Positive Displacement Flowmeter）优点：-非常准确，适用于测量低流量。

-适用于高粘度和高温介质。

-不需要修正。

缺点：-需要频繁的校准和维护。

-由于流体必须通过一个移动的部件，流体中可能会存在一些污染物。

2. 旋转翅片流量计（Rotary Vane Flowmeter）优点：-测量响应时间快。

-体积小巧，安装方便。

-可用于粘度较高的流体。

缺点：-测量范围有限。

-没有液体密度的自动修正功能。

-翅片容易磨损。

3. 涡街流量计（Vortex Flowmeter）优点：-可以测量稳定的流体和蒸汽。

-几乎不受流体温度和压力的影响。

-长期可靠性高。

缺点：-对于液体中含有较高含固体颗粒的情况，可能会产生误差。

-较低的精度和准确度。

4. 质量流量计（Mass Flowmeter）优点：-可以直接测量液体或气体的质量流量。

-流体密度对测量结果没有影响。

-可以测量多种介质。

缺点：-高精度、高性能的质量流量计价格昂贵。

-对于高压、高温和腐蚀性介质，选择适合的传感器材料和结构变得困难。

5. 超声波流量计（Ultrasonic Flowmeter）优点：-不接触流体，无压降和泄漏。

-适用于大流量的液体和气体测量。

-耐压性能好。

缺点：-测量误差可能会受到气泡、颗粒物的干扰。

-对于含有杂质或气泡的流体测量效果差。

6. 磁性流量计（Magnetic Flowmeter）优点：-适用于大流量、腐蚀性液体的测量。

-不受温度和压力变化的影响。

-对于含固体颗粒的液体也有较好的测量效果。

缺点：-对于非导电液体无法进行准确测量。

-当液体的电导率较低时，测量结果可能有较大误差。

7. 系统测速仪（Pitot Tube）优点：-适用于测量气体和液体的流速。

涡街流量计介绍和应用涡街流量计是液体振动流量计的一种。

具有以下特点：1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；3）精确度为中上水平；4）无可动部件，可靠性高；5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。

涡街流量汁简称VSF或流量计。

VSF是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体，流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。

工作原理在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街。

旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式f=SrU1/d=SrU/md式中U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；Sr--斯特劳哈尔数；m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比管道内体积流量qv为qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr(2)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1(3)式中K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。

K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。

斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关。

在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。

当测量气体流量时，VSF 的流量计算式为式中qVn，qV--分别为标准状态下（0o C或20o C，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；Pn，P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力，Pa；Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

涡街流量计的原理及应用涡街流量计的原理涡街流量计是一种常用的流量测量仪器，基于涡街效应进行测量。

它利用涡轮在流体中流动时形成的旋涡频率与流体速度之间的关系，来测量流体的流量。

涡街流量计的主要组成部分包括涡街传感器和信号转换器。

涡街传感器位于流体管道中，工作时流体通过传感器时会产生涡轮旋转。

涡轮旋转的频率与流体速度成正比。

传感器中还包括一个或多个传感器元件，用来检测涡轮旋转的频率。

信号转换器负责接收传感器输出的信号，并将其转换为标准的电流或电压信号，以供使用者读取和处理。

涡街流量计的优点涡街流量计具有以下几个优点：1.可靠性高：涡街流量计结构简单，没有移动部件，因此不易损坏，具有长时间的稳定性。

2.精度高：涡街流量计的测量精度较高，通常可达到±1%。

3.适用性广：涡街流量计适用于各种流体，包括液体和气体。

同时，它可以在广泛的温度和压力范围内使用。

4.易于安装和维护：涡街流量计的安装相对简单，维护也较为方便。

涡街流量计的应用涡街流量计广泛应用于各个行业中，以下是一些常见的应用领域：1.工业流程控制：涡街流量计可用于监测工业流程中的液体和气体流量，如石油化工、制药、食品加工等。

2.环境监测：涡街流量计可用于监测环境中的液体和气体流量，如环境监测站点、废水处理等。

3.动力设备：涡街流量计可用于监测液体和气体在动力设备中的流量，如锅炉、供暖系统等。

4.水处理：涡街流量计可用于监测水处理系统中的液体流量，如供水管网、水泵站等。

5.HVAC系统：涡街流量计可用于监测暖通空调系统中的流体流量，如冷却水、暖气水等。

涡街流量计的选择与安装在选择涡街流量计时，需要考虑以下几个因素：1.测量介质：要选择适合测量介质的涡街流量计，包括液体或气体的性质、温度和压力等。

2.流量范围：根据实际需求，选择涡街流量计的测量范围，确保其能够满足实际应用要求。

3.环境条件：考虑涡街流量计的安装环境，包括温度、压力和湿度等因素。