渦街流量計(jì)：從原理到應(yīng)用的完全指南
2025-05-20
渦街流量計(jì)：從原理到應(yīng)用的完全指南
基本原理
渦街流量計(jì)(Vortex Flowmeter)基于卡門渦街原理工作：
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當(dāng)流體流經(jīng)非流線型阻流體(漩渦發(fā)生體)時(shí)，會(huì)在其下游兩側(cè)交替產(chǎn)生有規(guī)律的漩渦
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這些漩渦的頻率與流體流速成正比
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通過檢測(cè)漩渦頻率即可計(jì)算出體積流量
數(shù)學(xué)關(guān)系式：
復(fù)制下載
f = St × v/d
其中：
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f：漩渦頻率(Hz)
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St：斯特勞哈爾數(shù)(無量綱常數(shù)，通常0.15-0.2)
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v：流體流速(m/s)
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d：阻流體特征寬度(m)
結(jié)構(gòu)與組成
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漩渦發(fā)生體：特殊形狀的阻流體，產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街
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傳感器：檢測(cè)漩渦頻率，常見類型：
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壓電式(最常用)
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電容式
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超聲波式
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熱敏式
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信號(hào)處理單元：放大、濾波、計(jì)算流量
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表體：連接管道，承受壓力
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轉(zhuǎn)換器：將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出(4-20mA、脈沖等)
工作特性
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測(cè)量范圍：通常流速范圍0.3-7m/s(液體)，5-60m/s(氣體)
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精度：±1%讀數(shù)(液體)，±1.5%讀數(shù)(氣體/蒸汽)
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重復(fù)性：±0.2-0.5%
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量程比：10:1至20:1
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壓力損失：中等(低于孔板，高于電磁流量計(jì))
主要優(yōu)點(diǎn)
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無活動(dòng)部件，可靠性高，維護(hù)量小
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適用多種介質(zhì)(液體、氣體、蒸汽)
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輸出信號(hào)與流量線性關(guān)系
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較寬的量程比
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不受流體密度、粘度影響(在一定范圍內(nèi))
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無零點(diǎn)漂移問題
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長(zhǎng)期穩(wěn)定性好
局限性
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對(duì)管道振動(dòng)敏感
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低流速測(cè)量受限(有下限流速要求)
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不適用于低密度氣體和粘稠液體
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直管段要求較高(通常上游10D，下游5D)
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漩渦發(fā)生體可能被雜質(zhì)纏繞或磨損
典型應(yīng)用領(lǐng)域
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工業(yè)過程控制：
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化工生產(chǎn)
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石油煉制
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制藥行業(yè)
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能源計(jì)量：
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蒸汽流量測(cè)量
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天然氣計(jì)量
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供熱系統(tǒng)
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公用事業(yè)：
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水處理
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壓縮空氣系統(tǒng)
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制冷系統(tǒng)
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特殊應(yīng)用：
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飽和/過熱蒸汽
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腐蝕性介質(zhì)(需特殊材質(zhì))
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高溫高壓介質(zhì)
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選型指南
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介質(zhì)特性：
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液體/氣體/蒸汽
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溫度、壓力范圍
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腐蝕性、潔凈度
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流量范圍：
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確定最小/正常/最大流量
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保證在可測(cè)范圍內(nèi)
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管道尺寸：
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DN15-DN300常見
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大管徑成本顯著增加
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精度要求：
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標(biāo)準(zhǔn)型或高精度型
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輸出信號(hào)：
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模擬量(4-20mA)
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脈沖輸出
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數(shù)字通信(HART、PROFIBUS等)
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防爆要求：
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危險(xiǎn)區(qū)域需防爆認(rèn)證
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材質(zhì)選擇：
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接液部分材質(zhì)(304SS、316L、哈氏合金等)
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法蘭/過程連接方式
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安裝要求
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流向：確保與流量計(jì)標(biāo)注方向一致
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管道布置：
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上游至少10倍管徑直管段
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下游至少5倍管徑直管段
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避免泵、閥門等擾動(dòng)源靠近
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振動(dòng)：必要時(shí)加裝減震支架
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方位：
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液體：避免氣泡積聚(優(yōu)選垂直向上流)
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氣體：避免液體積聚(優(yōu)選垂直向上流)
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蒸汽：保持測(cè)量管充滿(水平安裝或垂直向上)
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過濾器：臟污介質(zhì)前安裝過濾器
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支撐：大型流量計(jì)需適當(dāng)支撐
維護(hù)與故障排除
常規(guī)維護(hù)：
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定期檢查零點(diǎn)(關(guān)閉流量時(shí)輸出應(yīng)為零)
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檢查密封件和連接處是否泄漏
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清潔傳感器表面(停機(jī)時(shí))
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驗(yàn)證輸出信號(hào)準(zhǔn)確性
常見故障及處理：
| 故障現(xiàn)象 | 可能原因 | 解決方法 |
|---|---|---|
| 無信號(hào)輸出 | 電源故障/接線錯(cuò)誤 | 檢查電源和接線 |
| 流速低于下限 | 確認(rèn)流量是否足夠 | |
| 輸出不穩(wěn)定 | 管道振動(dòng)干擾 | 加固管道/減震 |
| 流場(chǎng)擾動(dòng) | 檢查直管段是否足夠 | |
| 介質(zhì)兩相流 | 改善流體條件 | |
| 測(cè)量值偏差大 | 參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 | 重新組態(tài) |
| 傳感器污染 | 清潔傳感器 | |
| 發(fā)生體損壞 | 檢查更換發(fā)生體 |
市場(chǎng)主流品牌
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國(guó)際品牌：
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Endress+Hauser(恩德斯豪斯)
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Yokogawa(橫河)
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Siemens(西門子)
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ABB
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KROHNE(科隆)
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Emerson(羅斯蒙特)
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國(guó)內(nèi)品牌：
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川儀
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艾絲特
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天信
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青天偉業(yè)
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選擇考慮因素：
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技術(shù)性能
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售后服務(wù)
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價(jià)格
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行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)
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未來發(fā)展趨勢(shì)
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數(shù)字化和智能化：
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自診斷功能
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無線通信
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預(yù)測(cè)性維護(hù)
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多參數(shù)測(cè)量：
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同時(shí)測(cè)量流量、溫度、壓力
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低功耗設(shè)計(jì)：
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電池供電長(zhǎng)期運(yùn)行
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新型檢測(cè)技術(shù)：
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光纖傳感
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MEMS技術(shù)
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擴(kuò)展應(yīng)用范圍：
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更寬的溫度/壓力范圍
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更小的管徑應(yīng)用
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渦街流量計(jì)因其可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性，在工業(yè)流量測(cè)量領(lǐng)域占據(jù)重要地位。正確選擇、安裝和維護(hù)是確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。如想了解更多流量計(jì)相關(guān)信息或者流量計(jì)選型，可咨詢艾絲特流量計(jì)廠家技術(shù)客服：180 1926 2426（微信同號(hào)）獲取幫助。
