《过程控制与仪表》PPT课件

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1、过程控制与仪表涡街流量计涡街流量计：在流体中安放一个非流线型旋涡发生体，使流体在发生体两侧交替地分离，释放出两串规则地交错排列的旋涡，且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量计。涡街流量计涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数

2、字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。涡街流量计的应用涡用流量计的选择（1）涡街流量变送器的选择我公司在饱和蒸汽测量中采用明通仪表有限公司生产的VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。（2）压力补偿压力变送器的选择由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度

3、及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于明通公司管道饱和蒸汽压力在0.3－0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。（3）显示仪表选择显示仪表智能流量显示仪，具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。涡街流量计的多数设定（1）仪表系统的设定，合肥仪表总厂需设定的仪表系数K可用下式表示：K=1000/K0式中：K0为涡街发生体在出厂时标定的仪表常数，L/脉冲；k的单位为脉冲数/m3。（2）压力补偿压力变送器的量程设定。（3）压力、流量报警上限设定。3、涡街流量计的安装（1）涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地

4、方，振动存在的地方必须采用减振装置，减少管道受振动的影响。（2）直管段的配置，前后直管段要满足涡街流量计的要求，所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。4、涡街流量计使用注意事项尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时，不宜采用涡街流量计※原理在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，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，被测介质平均流速为，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：f=SrU1/d=SrU/md（

5、1）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，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工

6、作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为图2斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，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。由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信

7、号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体

8、积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。为提高涡街流量计的耐高温及抗振动性能，我公司新近开发出了SDLU改进型涡街流量传感器，因其独特的结构和选材使该传感器可在高温（35