插入式渦街流量計：大口徑流體測量的理想之選

在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)管道工況達(dá)到DN400及以上時，插入式渦街流量計憑借其獨(dú)特優(yōu)勢成為流量測量的優(yōu)選方案。這款流量計通過將測速探頭插入管道內(nèi)部，精準(zhǔn)捕捉卡門旋渦頻率，并將其轉(zhuǎn)換為與瞬時流量成正比的電信號（電壓脈沖或4-20mA DC電流信號），為大口徑管道的流體測量提供可靠解決方案。

一、產(chǎn)品概述：適用于大口徑多介質(zhì)測量
插入式渦街流量計專為各行業(yè)工業(yè)管道中的大口徑介質(zhì)流量測量設(shè)計，可廣泛應(yīng)用于氣體、液體和蒸汽等流體的流量監(jiān)測。其核心優(yōu)勢顯著：

- 性能穩(wěn)定：壓力損失小，測量范圍寬，精度高；體積流量幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)影響。
- 維護(hù)便捷：無活動機(jī)械零件，可靠性高，維護(hù)成本低，儀器參數(shù)可長期保持穩(wěn)定。
- 適應(yīng)范圍廣：采用壓電應(yīng)力傳感器，工作溫度范圍覆蓋-20℃~+250℃。
- 信號兼容：具備模擬標(biāo)準(zhǔn)信號和數(shù)字脈沖信號輸出，易于與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)對接，是當(dāng)前先進(jìn)且理想的流量測量設(shè)備。

二、工作原理：基于卡門渦街的精準(zhǔn)測量
插入式渦街流量計的工作原理遵循國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO7145（《具有圓形橫截面的密閉管道中流體流量的測量-橫截面某一點(diǎn)處的速度測量》），核心是通過插入管道的測速探頭捕捉卡門渦街頻率，實(shí)現(xiàn)流量轉(zhuǎn)換。

1. 測量核心
將嵌入壓電晶體的渦街測速探頭插入大口徑工業(yè)管道，探頭感知流體流動產(chǎn)生的卡門渦旋，將其頻率轉(zhuǎn)換為與流量成正比的電信號（電流/電壓脈沖信號或4-20mA DC電流信號）。

2. 組成結(jié)構(gòu)
流量計由壓力傳感器、測量電路和過程連接三部分組成：
- 壓力傳感器負(fù)責(zé)感知?dú)怏w、液體等介質(zhì)的物理壓力參數(shù)；
- 測量電路將物理參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號；
- 過程連接實(shí)現(xiàn)與管道系統(tǒng)的穩(wěn)定對接。

其信號轉(zhuǎn)換過程基于壓阻原理（國內(nèi)小規(guī)模自動化控制中常用）：
- 壓敏電阻受壓后電阻發(fā)生變化，通過放大器和標(biāo)準(zhǔn)壓力校準(zhǔn)檢測壓力；
- 工藝壓力與參考壓力分別作用于集成硅壓敏元件兩端，壓差導(dǎo)致硅片微變形（μm級），使硅片上的全動態(tài)惠斯通電橋輸出與壓力成正比的mV級電壓信號；
- 信號經(jīng)高放大倍數(shù)差分放大器（抵消溫度漂移）處理后，通過電壓-電流轉(zhuǎn)換和非線性校正，最終生成與輸入壓力線性對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電流/電壓信號，為指示報警器、記錄儀、調(diào)節(jié)器等輔助儀表提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)測量、指示與過程調(diào)整。

三、產(chǎn)品功能：高效適配工業(yè)場景
插入式渦街流量計在工業(yè)場景中展現(xiàn)出強(qiáng)大的實(shí)用性：
- 靈活安裝維護(hù)：支持連續(xù)流程下的傳感器拆卸與組裝，放大器與傳感器可分離安裝（最大距離15m）。
- 抗干擾能力強(qiáng)：采用噪聲消除電路和抗振動傳感器頭，具備一定抗環(huán)境振動性能。
- 寬量程覆蓋：測量范圍比達(dá)10:1~25:1，適配多種流量場景。
- 耐溫性能優(yōu)異：可測量介質(zhì)溫度最高達(dá)+250℃，適應(yīng)高溫工況。
- 結(jié)構(gòu)可靠：無活動部件，長期穩(wěn)定性好，安裝與維護(hù)簡便。

四、技術(shù)參數(shù)：全面滿足工業(yè)需求

測量介質(zhì)：氣體、液體、蒸汽
口徑規(guī)格：法蘭卡安裝：DN25、32、50、80、100；法蘭連接：DN100、150、200
流量測量范圍：雷諾數(shù)1.5×10?~4×10?；氣體流速5~50m/s；液體流速0.5~7m/s
被測介質(zhì)溫度：常溫-25℃~100℃；高溫-25℃~150℃、-25℃~250℃
輸出信號：脈沖電壓（高電平8~10V，低電平0.7~1.3V，占空比約50%，傳輸距離100m）；脈沖電流遠(yuǎn)傳（4~20mA DC，傳輸距離1000m）
環(huán)境適應(yīng)：工作溫度-25℃~+55℃；濕度50%~90%RH（50℃條件下）
材質(zhì)：不銹鋼、鋁合金
電源：DC24V 或 鋰電池3.6V
防爆與防護(hù)：防爆等級本安型iaIIbT3-T6；防護(hù)等級IP65

流量范圍參考（㎡/h）：
LU-25 DN25：液體1~10，氣體25~60
LU-32 DN32：液體1.5~18，氣體15~150
LU-40 DN40：液體2.2~27，氣體22.6~150
LU-50 DN50：液體4~55，氣體35~350
LU-80 DN80：液體9~135，氣體90~900
LU-100 DN100：液體14~200，氣體140~1400
LU-150 DN150：液體32~480，氣體300~3000
LU-200 DN200：液體56~800，氣體550~5500

五、常見問題：4-20mA信號不準(zhǔn)確的原因分析
插入式渦街流量計的4-20mA信號輸出分為數(shù)字信號輸出和模擬信號輸出兩類，信號不準(zhǔn)確可能源于以下因素：

- 模擬信號輸出缺陷：需手動調(diào)整零點(diǎn)和滿量程，正常運(yùn)行中易出現(xiàn)零點(diǎn)與滿量程漂移；線性度存在局限，無法完全線性輸出。
- 數(shù)字信號優(yōu)勢：可克服模擬信號的不足，精度高達(dá)1/65535（16位數(shù)字精度），M頭渦輪流量計和燃?xì)鉁u輪流量計的電流輸出均采用數(shù)字芯片，提升精度。
- 保護(hù)電路影響：電流信號的保護(hù)電路為防止誤接線或現(xiàn)場電壓異常，可能導(dǎo)致約0.02-0.04的固定誤差（部分電流經(jīng)保護(hù)電路泄漏）。若對電流信號精度要求極高，需移除保護(hù)電路（需權(quán)衡安全性與準(zhǔn)確性）。

六、產(chǎn)品優(yōu)勢：9大核心競爭力
1. 互換性強(qiáng)：傳感器通用性高，表面主體與渦流發(fā)生器經(jīng)先進(jìn)數(shù)控設(shè)備加工，保證精度，零件（尤其渦流發(fā)生器）互換性強(qiáng)，更換后不影響重復(fù)性與準(zhǔn)確性。
2. 結(jié)構(gòu)可靠：結(jié)構(gòu)簡單牢固，無活動部件，可靠性高，使用與維護(hù)便捷。
3. 性能穩(wěn)定：檢測元件不與介質(zhì)直接接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長（檢測探頭與渦流發(fā)生器分離安裝，耐高溫壓電晶體密封于探頭內(nèi)）。
4. 信號精準(zhǔn)：輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號，無零漂移，精度高，便于與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
5. 寬量程比：量程比可達(dá)1:10，適配多種流量場景。
6. 無需額外補(bǔ)償：測量體積流量時無需補(bǔ)償（渦街輸出信號與流速線性相關(guān)，即與體積流量成正比；壓力、溫度補(bǔ)償僅用于獲取密度以計算質(zhì)量流量，測量氣體體積流量時無需補(bǔ)償）。
7. 壓力損失?。阂訢N50口徑測量可燃?xì)怏w為例，最大流量Qmax=200m³/h時，傳感器壓力損失僅0.605KPa（計算公式：△P=1.08×10??ρv²（kPa））。
8. 抗干擾性好：在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流動特性不受流體壓力、溫度、粘度、密度、組成影響，僅與渦流發(fā)生器形狀和尺寸相關(guān)。
9. 應(yīng)用廣泛：可測量蒸汽、氣體、液體等多種介質(zhì)流量。

七、使用注意事項(xiàng)
插入式渦街流量計雖性能優(yōu)異，但使用中需注意：
- 直管段要求：作為速度式流量計，渦流分離穩(wěn)定性受流速分布影響，需保證直管段（通常前10D、后5D）。
- 流速限制：測量液體時，上限流速受壓力損失和“氣蝕”現(xiàn)象限制（通常≤10m/s）；測量氣體時，上限受介質(zhì)可壓縮性限制，下限受雷諾數(shù)和傳感器靈敏度限制（氣體一般5-50m/s，蒸汽8-50m/s）。
- 減震措施：應(yīng)力型渦街流量計對振動敏感，安裝于振動較大的管道時，需采取減震措施。
- 溫度范圍：采用壓電晶體作為檢測傳感器，受溫度影響，長期工作溫度通常為-40℃~+350℃或-10℃~+250℃，需根據(jù)工況選擇適配型號。

插入式渦街流量計以其高精度、高可靠性和廣泛的適應(yīng)性，成為大口徑工業(yè)管道流體測量的理想選擇，助力各行業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的流量監(jiān)控與過程控制。

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