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技術文章
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計測量原理
點擊次數：2806 發布時間：2013-7-11
恩斯豪斯（E+H）渦街流量計測量原理
渦街流量計測量原理
渦街流量計基于卡門渦街原理（Karman vortex street） 進行測量。流體通過擋體時，兩側會交替出現漩
渦，且兩側漩渦的旋轉方向相反。每個漩渦將產生一個低壓區，傳感器檢測壓力變化，并轉換成
脈沖信號。在流量計的允許量程范圍內，漩渦規則生成。因此，漩渦頻率與體積流量成比例關系。
在流量計的允許量程范圍內， K 系數僅僅取決于流量計的幾何結構，與流體流速和物理特性（ 例
如：粘度和密度） 無關。因此， K 系數與被測介質類型（ 蒸汽、氣體或液體） 無關。
1.初始測量信號（ 頻率信號） 已進行數字化處理，與流量成線性比例關系。
出廠前，流量計通過標定確定K 系數，確保長期穩定性，無零點漂移。
2.流量計無任何可移動部件，無需維護。
Endress+Hauser電容式傳感器
E+H渦街流量計中的傳感器對整個測量系統的測量性能、結構堅固性和和測量可靠性有著重要的影響。結構堅固的DSC （ 差動開關電容） 傳感器（Prowirl 73 內置Pt 1000 溫度測量熱電阻） 通過水錘測試、抗振測試和抗溫度沖擊測試（ 溫度沖擊：150 K/s）。Endress+Hauser 的Prowirl 流量計采用優良可靠的電容測量技術，在范圍內擁有超過 200,000 例的成功應用實例。DSC （ 差動開關電容） 傳感器是Endress+Hauser 的產品，采用全機械式平衡結構，僅僅對測量變量（ 渦街） 作出響應，即使在振動管路中，傳感器的靈敏度也不受影響，可以對低密度的微小流量進行穩定測量。因此，在苛刻的操作條件下也可以保證大量程比。振動加速度高達1 g，且三個軸向（X、Y、Z） 上的振動頻率高達500 Hz，不會影響流量測量。基于此原理設計的電容式傳感器具有良好的抗蒸汽管路溫度突變和抗水錘沖擊的能力。
E+H渦街流量計“ 生命周期” 標定
事實證明， Prowirl 的重新標定數據與原始標定數據高度吻合，重新標定數據全部在測量精度范圍內。
大量實際測量和仿真試驗表明：即使渦街的擋體邊緣處有粘附，對測量精度也無負面影響。粘附使得渦街擋體邊緣變得平滑，平滑部分的圓度可以高達1 mm （0.04"）。
通常，需要注意以下幾點：
• 實踐經驗表明：測量非磨損性或非腐蝕性流體時（ 例如：大多數水和蒸汽測量），流量計邊緣的圓度不會超過1 mm （0.04"）。
• 流量計邊緣的圓度始終小于1 mm （0.04"） 時，絕不會超出原始標定數據。
• 通常，流量計擋體邊緣的圓度不會大于1 mm （0.04"），在此情況下進行流量計標定。因此，擋體邊緣的附加粘附或磨損不超過1 mm （0.04"） 時，流量計可保證的測量精度。
Prowirl 渦街流量計用于非磨損性和非腐蝕性流體測量時，在整個生命周期內保證標定的測量精度。
內置縮徑管的傳感器
在許多應用場合中，用戶管道的標稱口徑與渦街流量計的*安裝口徑不一致，導致流速過低，
不能在擋體后端形成漩渦。表現為在小流量范圍中測量時，信號丟失。通過一級或二級縮徑增大
流速，可以解決上述問題。通常使用下列連接管：
• 縮徑管（a）
• 前直管段（b） （ zui小長度為15 × DN）
• 后直管段（c） （ zui小長度為5 × DN）
• 擴徑管（d）
Endress+Hauser 為用戶提供帶內置縮徑管的Prowirl 72/73 渦街流量計。
左圖：常規縮徑方法
右圖：內置縮徑管的Prowirl 流量計
內置縮徑管的Prowirl 渦街流量計（ 法蘭型儀表）：
• Prowirl 72F/73F “R 型”：一級縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 50 （2"）
• Prowirl 72F/73F “S 型”： 二級縮徑，口徑從DN 80 （3"） 縮小至DN 40 （1½"）（S = “ 超級” 縮徑）
具有下列優點：
• 通過前后直管段實現縮徑的系統結構被帶內置縮徑管的流量計替代，節約時間和使用成本（ 流量計安裝的前后直管段長度要求? ä 25）
• 低流量時可以擴展量程范圍
• R 型和S 型渦街流量計與標準法蘭型儀表的安裝長度相同，降低了管路布局風險。各種型號的流量計可以相互替換，無需重新進行管路系統設計和布局
• 測量精度參數與標準型流量計一致溫度測量（Prowirl 73）
Prowirl 73 用于體積流量測量，此外，還能測量流體溫度。通過DSC 傳感器的內置Pt 1000 溫度傳感器（? ä 4） 進行流體溫度測量。
流量計算機（Prowirl 73）
Prowirl 73 渦街流量計內置流量計算機。基于主要測量變量（ 體積流量和溫度），流量計算機可以計算其他過程變量，例如：
• 飽和蒸汽和水的質量流量和熱流量，符合IAPWS-IF97/ASME 標準
• 過熱蒸汽（恒定壓力值或通過HART/PROFIBUS PA/基金會現場總線（FF）讀取壓力值）的質量流量和熱流量，符合IAPWS-IF97/ASME 標準
• 氣體（恒定壓力值或通過HART/PROFIBUS PA/基金會現場總線（FF）讀取壓力值）的質量流量和校正體積流量，例如：壓縮空氣和天然氣AGA NX-19、AGA8-DC92、ISO12213-2、AGA8 GrossMethod 1 和SGERG-88 （ 參考以下說明）。其他類型的氣體可以根據實際氣體方程編程設置。