涡街流量计选型计算Word文档下载推荐.docx
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三 主要结构与工作原理
根据卡门涡街原理，当流体流经涡街测量头时，将产生旋涡分离现象，而旋涡分离的频率与流经测量头的流速成正比，检测出旋涡频率就可确定流体在测量头插入位置上的流速，而后，再根据局部流速与整个管道流速的关系来确定流过管道的流量。
插入式涡街流量传感器有断流拆装式和不断流拆装式两种,见图１
四 安装与调试
（一） 安装条件
１ 安装场所应避开强电设备、高频设备、强开关电源设备等。
２ 安装场所应避开高温热源和辐射源，避免腐蚀性气体和高温环境影响。
３ 应选择无振动或振动小的场所进行安装。
４ 根据现场安装条件的不同，为保证其测量精度，变送器上下游应具备足够长的直管段。
直管段要求见表１。
表１
上游阻流件形式
上游直管段长度
下游直管段长度
测量头
在平均流速点
在最大流速点
全开阀
35D
15D
5D
同心收缩
30D
10D
90°
单弯头
50D
25D
同平面双弯头
不同平面双弯头
80D
50D
调节阀
建议安装到变送器下游5D以外处
图1插入式涡街结构图
５ 测量头上箭头的方向应与流体流动的方向一致。
安装时测量头与流体流动方向的夹角不大于5°
（见图２）
图2
６ 变送器本身工作与安装方向无关，可水平、垂直或其他角度安装，但考虑到整套插入式机构较高较重，因此，建议采用水平安装的方
式进行安装（见图３）。
测量液体时，应能保证液体充满整个管道且有一定的背压。
图3插入式涡街流量传感器安装示意图
７ 根据使用现场的情况和用户的要求，如果不断流拆装仪表，应在安装座的上方加装Φ100口径耐压1.6MPa的球阀。
一般情况下，球阀和螺柱用户自备，但也可向制造厂订购，由制造厂装配后再与管道安装。
８ 因变送器的插入深度是依据用户管道内径设计好的，所以，用户在安装时，只注意流体方向并用螺栓固定好即可。
勿随意拆卸或调整测量头，否则影响计量精度甚至因泄漏损坏仪表。
９ 如果变送器的安装管道有较强的振动，请采取减振措施后，再使用仪表，其方法是在变送器上、下游的2DN处增设防振座或防振垫。
（二）安装与调试
１ 安装前的检查，开箱后应按装箱单内的附件等检查装箱是否正确，仪表有无损坏等，如有疑问，请及时与生产厂联系。
２ 在被测介质管道上开一个Φ105的孔，将安装座从传感器上拆
下来（其它勿拆动），然后焊接在管道开孔位置上，注意保证安装座法兰
平面以及两对称固定孔与管道中心线
平行且安装座中心线与管道中心线相
交成90°
，见图4
3安装前，先按表２的要求
接线（详见下页“五、接线”），确认接
线无误后，方可进行静态调试。
注意：
静态调试应在室内或无防爆要求的现场
进行。
图4
表２ 接线端子名称和标志
接线端子标志
+24V
┻
信号
╋
━
接线端子名称
24V电源正极
接地
脉冲信号
标准信号正极
标准信号负极
信号输出类型
脉冲信号输出型
4～20mA标准信号输出型
4 确认接线无误后，接通电源，传感器在静态下应无脉冲输出，模拟输出则显示电流值为４mA。
而后用手接触变送器的输入端，传感器的脉冲输出为50Hz方波，模拟输出则显示相应的电流值，手离开后，恢复到初始状态，即输出为零。
若用非金属棒，敲击测量头，则相应有方波输出或电流输出，此调试表明变送器工作正常，可上线安装，否则应查找原因。
5 调试完毕，将传感器正确的安装在测量管线上，并符合安装条件的要求，同时要检查各处的密封情况。
（1）断流后拆装式传感器
因传感器的插入深度是依据用户测量管径设计好的，所以安装时只注意安装方向，用螺栓紧固好即可，见图5。
图5图6
（2）不断流拆装式传感器（安装见图6）
①安装座焊好，先将球阀装在安装座上，，用螺栓紧固并密封。
②打开球阀，将涡街测头插入球阀内，再将提升机构与球阀间用螺
栓紧固。
注意密封。
③出厂前，测量头的插入深度已调节整好，勿随意调整或拆卸测量头，否则造成泄漏或影测量精度。
6变送器安装后，经密封检验确认无泄漏时可进行动态调试。
① 接通电源，流体不流动，变送器应无输出信号。
② 缓慢打开阀门使流体流动，流量达到变送器规定的量程时，变送器应有较稳定的输出，此时证明变送器工作正常。
③ 如果输出不稳定，可适当调节转换器内的电位器W1和W2（顺时针调节，灵敏度和放大倍数增大；
逆时针调节，灵敏度和放大倍数则减小。
）
五 选型
（一）选用插入式涡街流量变送器，一般应根据管道内流量的大小来确
定，也就是说，管道内的流量必须在变送器的流量测量范围内，最佳是实际流量处于变送器量程范围的1/2～2/3处。
（二） 根据上述要求，在选型之前应对管道内的被测流量进行核算，以确定选型是否正确。
１ 液体流量核算，采用下述公式进行计算。
V=353.7 m/s
式中 V—被测介质流速 m/s
QV—管道内液体流量m3/h （可以是估算值）
D—管道内径 mm
计算结果如V＞0.55m/s，表示选型仪表可以使用。
２ 气体流量核算
① 如果给定状态下的体积流量，可以用上式进行核算，当计算结果V＞5m/s时表明选型仪表可以使用。
2如果给定状态下的质量流量，应将此质量流量转变为体积流 量，再进行计算，即：
V=353.7
式中 M—状态下的质量流量kg/h （可以是估算值）
ρ—状态下的被测介质密度 kg/m3
计算结果如V＞5m/s，表示选型仪表可以使用。
③ 如果给定的数据是标准状态下的体积流量（Nm3/h），那么，应
将标准状态下的体积流量QN换算成使用状态下的体积流量，再进行计算，即：
QV=QN·
·
m3/h
式中 QN—标准状态下的体积流量Nm3/h
QV—使用状态下的体积流量m3/h
t1—使用状态下的介质温度℃
P1—使用状态下的介质压力MPa
QV计算后，再用前面的公式计算流速V，计算结果若V＞5m/s时表明选型仪表可以使用。
六 使用现场插入式涡街传感器仪表系数的确定
（一） 测量头的仪表系数K0
变送器测量头的仪表系数出厂前已在试验室内标定，并在鉴定证书
中给出，由于试验室的条件与工况条件不完全一致，因此此值可以在现场适当修正。
（二） 变送器的仪表系数Ｋ可按下式计算：
Ｋ＝
式中 K—变送器的仪表系数 1/m3
K0—变送器测量头的仪表系数1/m
α—速度分布系数；
β—阻塞系数；
γ—干扰系数
A—管道横截面面积 m2
１ 速度分布系数α的确定
（1）测量头插入到管道轴线处（最大流速处）
α=
式中 α—速度分布系数；
D—管道内径mm
Δ—管壁粗糙度 mm（见表3）
ReD—管道雷诺数
ReD＝354×
10-3×
式中Qcom—工况下常用体积流量
ρ—介质密度;
η— 流体动力粘度
表3管壁等效绝对粗糙度Δ值
材 料
条 件
Δ值（mm）
黄铜 紫铜 铝
塑料 玻璃
光滑 无积物
＜0.03
钢
新管 冷拔无缝管
新管 热拉无缝管
新管 轧制无缝管
新管 纵向焊接管
新管 螺旋焊接管
轻微锈蚀
锈蚀
结皮
严重结皮
新管 涂覆沥青
镀锌管
0.05—0.10
0.10
0.10—0.20
0.20—0.30
0.50—2
＞２
0.03—0.05
0.13
铸铁
新管
锈蚀
0.25
1.0—1.5
＞1.5
石棉水泥
新管 有涂层和无涂层
一般 无涂层
0.05
（２） 测量头插入到管道平均流速处，这时测量点距管道内壁的尺寸为0.242R±
0.01R（R－管道半径），测量头不受横向流速梯度的影响，测量可在等于轴向平均流速的点上进行．则
α＝１
２ 阻塞系数β的确定
（１） 阻容率的计算
① 测量头插入到管道轴线处（最大流速处）
S=
式中 S—阻塞率；
B—测量头插入杆直径 mm
d—测量头外径mm
D—管道内径mm
② 测量头插入到H深度处（自管道内壁算起）
式中 H—测量头插入杆的插入深度 mm
（２） 阻塞系数β的计算
① 当S≤0.02时，β＝1
② 当0.02≤S≤0.06时，β＝1－0.125S
③ 当S＞0.06时，β＝1－CS C值依管径大小而定。
根据一般管道的状况和经大量试验确定，一般C值在0.9左右。
３ 干扰系数γ的确定
干扰系数是非充分发展管流的修正系数，目前仅有少量典型阻流件的试验数据还不够成熟，一般可在现场直接标定确定之，对于充分发展管流，也就是变送器上游的直管段足够长时，取γ＝1。
４ 管道横截面面积的确定
管道横截面面积可通过实测管道内径或管道外周长推算出，由管道外周长推算横截面面积按下式计算：
A=（－2e）2
式中 A—管道横截面面积 m2 ;
P—管道外径周长 m
ΔP—管道表面修正值 ΔP= a
a—管道外表面局部突出高度 m
e—管道壁厚度 m;
D—管道内径m
当a＞0.01D或表面凹陷，使测量软尺不能贴紧管道表面时，不能采用此法进行计算。
（三） 将通过上述计算公式计算出的变送器仪表系数，输入到流
量显示仪表中（输入方法详见流量显示仪表的使用说明书），本变送器便
可正常工作。
如果用户不便计算，可将下述技术参数以书面形式提供给制造厂，由厂方计算后，输入到显示仪表中，再告知用户也可。
１ 被测介质
２ 使用时的流量范围
３ 管道材质
４ 管道内径
５ 管道新旧程度
６ 管道壁厚
７ 管道外表面局部突出高度
８ 管道外径周长
七 计算实例
１ 已知涡街流量变送器测量头的仪表系数（K0）为18.81781/m3,插入杆外径B为27，测量头外径d=52mm，测量管内径为Φ800，内壁粗糙度Δ／D＝0.0024，测量头插入到管道中心位置，管内流动为充分发展管流，请确定涡街流量变送器的仪表系数K。
解：
① 计算管道横截面面积A
A=D2==0.5027m2
② 求阻塞系数β
S==
＝0.0243（0.02＜0.0243＜0.06）
β＝1－0.125S=0.9970
③ 计算雷诺数ReD
假设管道介质为空气，压力为0.05MPa，温度为150℃，常用流量为46670.5m3/h
工况下介质密度：
ρ＝ρ20·
＝1.2046×
×
＝1.2464Kg/m3
动力粘度 η＝23×
10-6Pa·
s
雷诺数ReD=354×
10-3 =354×
10–3×
=1.119×
106
④ 流速分布系数α
按公式计算得α＝0.8151
⑤ 已知变送器上游直管段足够长γ＝1
⑥ 变送器的仪表系数K
K＝＝＝46.063（1/m3）
八 常见故障处理
故障现象
故障原因
对 策
㈠ 通电后，
无介质流动，
但有信号输出
输入不屏蔽或接地不良，
引入电磁干扰。
检查接地情况，改善屏蔽，消除电磁干扰。
管道有强烈振动
采取减振措施，降低变送器的灵敏度，
加强信号滤波。
附近有强电设备或动力干扰
改变安装位置，采取电隔离措施。
㈡ 通电后，
有介质流动，
但无信号输出
输入信号断线
检查各接线端子及信号线
没有+24V电源
检查电源
转换器灵敏度过低
调节转换板上的W1和W2电位器。
电子元器件损坏
检查元器件及工作点
压电检测杆损坏
用静态调试法检查传感器
流量太小（低于最小使用流量）
调节流量或缩小管径、更换仪表
㈢ 输出不稳定测量误差大
管道振动影响
采取减振措施
转换器灵敏度过高
降低转换器增益，加强信号滤波。
接地不良
检查接地情况
测量头内有断线或接触不良
检查接线情况或更换测量头
测量头被损坏或被沾污。
清洗测量头或更换测量头
转换器部分元器件失效
更换元器件
插入杆固定不稳，有晃动
加固安装
插入杆或测量头有异物缠绕
清除缠绕物
上游直管段长度不够
更换安装位置，修正仪表系数
流体不满管
缩径或更换安装位置，改善管道状况
流量有脉动
改善流动条件
流量过小
缩小管道内径
流速过高有气蚀现象
调整工作状态
㈣ 有异常声音
流速过高引起插入杆强烈振动
调整流量，增大管径
２产生气蚀现象
调整流量和压力
３插入杆松动
加固插入杆安装
㈤ 有泄漏
密封不良
改进装配和安装
九转换器的接线与操作
1.转换器的接线
1.1脉冲输出型
1.1.1供电方式
电源供电:
采用外电源时为：
18~24VDC
1.1.2接线说明
VCC：
外接电源正极，，可接18~24VDC
FOUT:
频率信号输出端，可输出传感器测量的脉冲信号
GND：
外接电源负极，接外电源地。
1.2电池供电现场显示型
1.2.1供电方式
本产品为双电源供电采用外电源时为：
12~24VDC/30mA（-20%~+15%），无输出可低至9V。
采用电池供电时：
锂电池3.6V/0.3mA。
1.2.2接线说明
采用电池供电时厂家提供插接器，，发货时插接器断开，使用时把插接器连接好就可以使用了，另外本款仪表提供双电源工作方式，当使用外接电源时，可输出传感器测量的脉冲信号
+VCC：
外接电源正极，，可接12~24VDC
-GND：
CMA:
485通讯A端（可选）
CMB:
485通讯B端（可选）
1.3外接电源4-20mA输出型
1.3.1供电方式：
12~24VDC/4-20mA（-20%~+15%）。
1.3.2接线说明
+:
4-20mA正端24V正极
--:
4-20mA负端24V负极
2.用户菜单操作
（一）、工作屏
接通电源后，仪表首先自检，完成后进入屏1的工作主显示状态。
图表1电池供电现场显示型工作屏1界面
图表2两线制电流输出工作屏1界面
第一行：
累计量；
2位小数显示，小数点自动进位。
单位与瞬时流量单位的非时间部分一致
第二行：
瞬时流量；
保留小数后2位，流量单位详细见菜单设置
第三行：
流量信号频率值；
显示F=XXXX.XXHz。
保留2位小数显示。
第四行：
标准电流输出型输出电流值；
显示I=XX.XXmA，保留2位小数显示
电池供电型右下角为电池电量指示，仪表使用电池供电时，显示电池电量。
按“<
”键或者“+”健在工作屏2与工作屏1之间切换
图表3工作屏2副界面
温度设置值；
用于温度补偿有关的计算。
显示T≡999.9℃。
保留1位小数显示。
压力设置值；
用于压力补偿有关的计算。
显示P≡99999.99kPa，保留2位小数。
进入设置态的密码。
按“E”键进入密码输入初始状态。
按“S”键取消输入态，返回屏二副界面显示。
按“+”键在输入态，循环改变光标处数值。
按“<
”移动当前输入光标位置；
在输入态按“E”键，交验密码。
正确则进入菜单，不正确，则返回到输入初始状态。
图表4密码输入初始状态
密码：
用户菜单密码22
（二）、用户参数设置
按“S”键，退出输入状态。
按“E”键，确认保存输入。
按“+”键，循环改变光标处的数值或符号。
按“<
”键，将当前输入光标向右移动一位。
输入最多输入8位数据（包括符号、小数点）。
2、菜单操作：
在菜单浏览中
按“+”键下翻；
按“<
”键上翻；
按“E”键进入子菜单。
按“S”键，返回工作屏2界面。
在子菜单中，按“S”键退出；
按“E”键进修改态。
在修改态如改选择项，则按“+”键向下选择；
”向上选择，按“E”键确认。
如是输入式修改，则按照输入操作进行。
注意事项：
参数设置时，显示内容需按“E”键确认后才可存入，否则设置无效
表格1用户参数设定菜单用户菜单密码为22。
子菜单
序号
菜单显示
意义
选择项或数值范围
1
流量单位选择
（默认0）
0：
m3/h
1：
m3/m
2：
l/h
3：
l/m
4：
t/h
5：
t/m
6：
kg/h
7：
kg/m
2
算法选择
00：
常规体积流量
01：
常规质量流量
02：
常规气体体积流量
03：
常规气体质量流量
04：
饱和蒸汽温度补偿
05：
饱和蒸汽压力补偿
06：
过热蒸汽温压补偿
3
流量系数
流量系数
（默认3600）
设定仪表系数，单位为P/m3
4
满度输出流量
（默认1000）
当仪表输出4~20mA模拟信号时必须设定该值，且不得为0，单位与流量单位一致
5
密度设置
（默认1.0）
当算法选择设置为质量流量（01、03）时，必须设置此项，单位为kg/m3
6
温度设置
（默认0.0）
设定温度计算值，当选择02、03、04、06算法时，必须设置此项。
单位为摄氏度
7
绝对压力设置
设置气体绝对压力
（默认101.325）
设置气体绝对压力计算值，当选择02、03、05、06算法时，必须设置此项。
单位为kPa
（真空为0.0将导致流量为0）
8
下限切除流量
设置切除脉冲输入百分比
默认（1%）
数值在0~100之间
9
485Address
设置RS485通讯序号
仅VT3WE型仪表进行RS485通讯时需设定此项，且不能与同一系统内其他设备相同，范围为0~31
阻尼时间
设输出电流
（默认为4s）
仅VT2
升级会员 