插入式涡街流量计是由哪几大部分组成的呢?
点击次数:144 更新时间:2025-11-21
插入式涡街流量计是一种专为大口径管道流量测量设计的仪表,基于卡门涡街原理工作。当流体流经管道内的非流线型漩涡发生体时,会在其两侧交替产生两列旋转方向相反的漩涡,漩涡的脱离频率与流体流速成正比。通过压电传感器检测漩涡频率,并转换为与流量成正比的电信号(如4-20mA电流或脉冲信号),从而实现流量测量。
其核心优势在于适应大管径场景。传统满管式涡街流量计在测量管径超过300mm时,因仪表系数减小、分辨率降低及安装复杂等问题难以应用,而插入式设计通过将测量头插入管道中心点,仅需测量局部流速,再结合算法推算整体流量,有效解决了这一难题。该设备结构紧凑,重量轻,制造成本低,且支持不断流安装与拆卸,便于后期维护与校验。其压力损失极小,对大口径管道的影响可忽略不计,同时校验过程简便,仅需校准测量头仪表系数,无需大型校验装置。
插入式涡街流量计的组成部分:
一、核心检测部件
涡街发生体(旋涡发生器)
功能:作为流量计的核心部件,其形状(如三角形、圆柱形、梯形等)直接影响涡街的生成频率和稳定性。流体流经发生体时,会在其两侧交替产生卡门涡街(规则排列的漩涡)。
设计要求:需具备对称性、抗污能力和耐腐蚀性,常见材料为不锈钢或特殊合金,以适应不同介质(如气体、液体、蒸汽)的测量需求。
传感器(检测探头)
类型:
压电式传感器:利用压电晶体在涡街压力脉冲作用下的电荷输出,将机械振动转换为电信号,具有高灵敏度和抗干扰能力。
应变片式传感器:通过检测涡街引起的发生体微小变形,转换为电阻变化信号,适用于高温或强振动环境。
热丝式传感器:通过测量涡街对热丝散热的影响,间接检测涡街频率,常用于低流速测量。
安装位置:通常位于发生体下游,距离发生体中心约1-3倍管径处,以捕捉稳定的涡街信号。
二、信号处理单元
前置放大器
功能:对传感器输出的微弱电信号进行放大和滤波,消除噪声干扰,提高信号质量。
特点:需具备低噪声、高增益和宽频带特性,以适应不同流速下的信号处理需求。
信号转换与处理电路
频率-电压转换:将涡街频率信号转换为电压或电流信号,便于后续显示和传输。
数字信号处理(DSP):通过微处理器对信号进行进一步处理,如温度补偿、线性化修正、流量计算等,提高测量精度。
通信接口:支持4-20mA、RS485、HART、Modbus等协议,实现与上位机或自动化系统的数据交互。
显示与操作模块
本地显示:通过LCD或LED屏幕实时显示流量、温度、压力等参数,部分型号支持累积流量查询和故障代码显示。
按键操作:提供参数设置、量程调整、零点校准等功能,简化现场调试流程。
三、安装与支撑结构
插入杆(探杆)
功能:将传感器固定在管道内,并确保其与流体充分接触。
设计要求:需具备足够的强度和耐腐蚀性,长度可根据管道直径和安装深度调整,通常为管径的1/3至1/2。
法兰或螺纹连接件
类型:
法兰连接:适用于大口径管道(DN50以上),通过螺栓固定,安装牢固且便于拆卸。
螺纹连接:适用于小口径管道(DN50以下),通过螺纹旋入管道,安装简便但密封性要求较高。
密封材料:采用氟橡胶、硅橡胶等耐高温、耐腐蚀材料,确保长期密封可靠性。
防振支架
功能:减少外部振动对流量计的影响,避免因振动导致的测量误差或传感器损坏。
安装位置:通常固定在管道支架或专用底座上,与流量计主体隔离。
四、辅助功能模块
温度与压力补偿模块(可选)
功能:在测量蒸汽或气体时,通过内置温度传感器和压力传感器,对流量进行实时补偿,消除介质密度变化对测量结果的影响。
应用场景:需高精度测量的工业过程,如蒸汽计量、天然气贸易结算等。
防护外壳
功能:保护流量计内部电子元件免受灰尘、水分、腐蚀性气体等环境因素的影响。
防护等级:通常达到IP65或IP67,适应户外或恶劣工业环境。
防雷与浪涌保护器
功能:防止雷击或电网波动对流量计造成损坏,确保设备安全运行。
安装位置:通常集成在信号处理单元或电源输入端。
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