
旋进旋涡流量计
旋进旋涡流量计
韩桦仪表(江苏)有限公司
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旋进旋涡流量计是一种常用的速度式流量仪表,主要用于气体和低粘度液体的流量测量。它的工作原理基于流体力学中的“旋进涡街”现象。
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一、 工作原理
旋进旋涡流量计的工作过程可以分为三个核心步骤:
1. 产生旋涡(起旋):
流体流入流量计时,首先通过一组固定的“旋涡发生体”(通常是一组特定角度的叶片)。这个发生体会强制流体围绕仪表的中心线产生剧烈的旋转运动,形成一个强大的“涡核”。
2. 旋涡进动(旋进):
这股旋转的流体(涡核)随后进入一个文丘里管形状的扩张段。随着流道截面积的扩大,流体的旋转速度会减慢。根据涡流的稳定性原理,涡核的中心不再与流道的几何中心重合,而是围绕中心线开始做螺旋状的进动运动。这就是“旋进”名称的由来。
3. 检测频率(检测):
这个螺旋前进的涡核会周期性地扫过安装在仪表壁面上的压电或热敏传感器。每一次扫过,都会引起局部压力或流速的微小、规律的波动。传感器检测到这些波动,并将其转换为电脉冲信号。
关键点:旋涡进动的频率(即传感器输出脉冲的频率)与流体的流速成正比。流速越快,旋涡进动的频率就越高。
通过测量这个频率,并结合流道的截面积,仪表内部的微处理器就可以计算出流体的体积流量。
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二、 主要特点
优点:
1. 宽量程比:通常能达到1:10甚至1:15,意味着一台流量计可以精确测量从很低到很高的流量范围,适用性广。
2. 精度较高:对于气体测量,精度通常可达±1.0% ~ ±1.5%,部分高精度型号可达±0.5%。
3. 无机械可动部件:结构牢固,可靠性高,使用寿命长,维护量小。
4. 输出信号与流量成正比:输出的脉冲频率信号直接对应体积流量,便于积算和与计算机系统连接。
5. 结构紧凑:体积相对较小,安装方便。
6. 可内置温度和压力补偿(尤其对于气体):许多型号集成了温度和压力传感器,可以直接测量并换算成标准状态下的体积流量,这对于贸易结算和能源计量至关重要。
缺点:
1. 压力损失较大:由于需要强制流体旋转并通过缩颈段,其产生的永久压力损失要高于同类产品(如涡街流量计)。
2. 对振动敏感:机械振动可能会干扰传感器对微弱涡流信号的检测,导致测量误差或无法正常工作。在振动强烈的场合需要采取减振措施。
3. 对流体洁净度有要求:杂质、颗粒物会磨损旋涡发生体或堵塞流道,影响测量精度和寿命。通常需要在仪表前安装过滤器。
4. 口径限制:通常适用于中小口径的管道(例如DN15 ~ DN200),在大口径管道中应用较少。
5. 始动流量较高:与涡街流量计相比,其能开始精确测量的最小流量(始动流量)通常更高一些。
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三、 主要应用领域
旋进旋涡流量计因其出色的气体测量能力而被广泛应用于:
天然气计量:城市燃气、站场、锅炉燃气、工业炉窑等。
工业气体:压缩空气、氮气、氧气、二氧化碳、沼气、火炬气等。
蒸汽计量:饱和蒸汽和过热蒸汽(需注意高温型号)。
其他:某些低粘度的液体,如水、轻质油等。
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四、 选型与安装注意事项
1. 流体介质:明确是气体、蒸汽还是液体,以及其物理性质(温度、压力、密度、粘度)。
2. 流量范围:根据实际使用的最大、最小和常用流量来选择合适口径的仪表,确保流量落在仪表的最佳量程范围内。
3. 管道方向:通常对安装方向无严格要求,水平、垂直(流向自下而上)均可,但要保证测量管内完全充满流体。
4. 直管段要求:为保证流体流态的稳定,仪表上游和下游需要足够长的直管段(通常上游为5D~10D,下游为3D~5D,D为管道直径,具体以厂家说明书为准)。
5. 过滤器:对于含有杂质的气体,必须在流量计前安装过滤器。
6. 减振措施:在振动环境中,应采用柔性管连接等减振方式。
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五、 与涡街流量计的区别
这是经常被问到的问题,两者虽然都基于涡街原理,但有本质区别:
| 特性 | 旋进旋涡流量计 | 涡街流量计 |
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| 工作原理 | 利用旋涡中心进动的频率 | 利用涡街交替脱落的频率 |
| 内部结构 | 有起旋叶片和文丘里管形流道 | 只有一个钝体(阻流体) |
| 压力损失 | 较大 | 较小 |
| 量程比 | 较宽(1:10 ~ 1:15) | 很宽(1:15 ~ 1:20) |
| 始动流量 | 相对较高 | 相对较低 |
| 抗振动性 | 较差 | 较好(有先进的信号处理技术) |
| 主要应用 | 中小口径气体测量为主 | 气体、蒸汽、液体应用都非常广泛 |
总结:旋进旋涡流量计是一种在特定领域(尤其是中小口径气体计量)性能优异、性价比高的流量计。在选择时,需要综合考虑其压力损失、振动敏感性等特点,确保其适用于具体的工况条件。