插入式渦街流量計：大口徑流體測量的理想之選

在工業生產中，當管道工況達到DN400及以上時，插入式渦街流量計憑借其獨特優勢成為流量測量的優選方案。這款流量計通過將測速探頭插入管道內部，精準捕捉卡門旋渦頻率，並將其轉換為與瞬時流量成正比的電信號（電壓脈衝或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、產品概述：適用於大口徑多介質測量
插入式渦街流量計專為各行業工業管道中的大口徑介質流量測量設計，可廣泛應用於氣體、液體和蒸汽等流體的流量監測。其核心優勢顯著：

- 性能穩定：壓力損失小，測量範圍寬，精度高；體積流量幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數影響。
- 維護便捷：無活動機械零件，可靠性高，維護成本低，儀器參數可長期保持穩定。
- 適應範圍廣：采用壓電應力傳感器，工作溫度範圍覆蓋-20℃~+250℃。
- 信號兼容：具備模擬標準信號和數字脈衝信號輸出，易於與計算機等數字係統對接，是當前先進且理想的流量測量設備。

二、工作原理：基於卡門渦街的精準測量
插入式渦街流量計的工作原理遵循國際標準化組織ISO7145（《具有圓形橫截麵的密閉管道中流體流量的測量-橫截麵某一點處的速度測量》），核心是通過插入管道的測速探頭捕捉卡門渦街頻率，實現流量轉換。

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管道，探頭感知流體流動產生的卡門渦旋，將其頻率轉換為與流量成正比的電信號（電流/電壓脈衝信號或4-20mA DC電流信號）。

2. 組成結構
流量計由壓力傳感器、測量電路和過程連接三部分組成：
- 壓力傳感器負責感知氣體、液體等介質的物理壓力參數；
- 測量電路將物理參數轉換為標準電信號；
- 過程連接實現與管道係統的穩定對接。

其信號轉換過程基於壓阻原理（國內小規模自動化控製中常用）：
- 壓敏電阻受壓後電阻發生變化，通過放大器和標準壓力校準檢測壓力；
- 工藝壓力與參考壓力分別作用於集成矽壓敏元件兩端，壓差導致矽片微變形（μm級），使矽片上的全動態惠斯通電橋輸出與壓力成正比的mV級電壓信號；
- 信號經高放大倍數差分放大器（抵消溫度漂移）處理後，通過電壓-電流轉換和非線性校正，最終生成與輸入壓力線性對應的標準電流/電壓信號，為指示報警器、記錄儀、調節器等輔助儀表提供數據支持，實現測量、指示與過程調整。

三、產品功能：高效適配工業場景
插入式渦街流量計在工業場景中展現出強大的實用性：
- 靈活安裝維護：支持連續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）。
- 抗幹擾能力強：采用噪聲消除電路和抗振動傳感器頭，具備一定抗環境振動性能。
- 寬量程覆蓋：測量範圍比達10:1~25:1，適配多種流量場景。
- 耐溫性能優異：可測量介質溫度最高達+250℃，適應高溫工況。
- 結構可靠：無活動部件，長期穩定性好，安裝與維護簡便。

四、技術參數：全麵滿足工業需求

測量介質：氣體、液體、蒸汽
口徑規格：法蘭卡安裝：DN25、32、50、80、100；法蘭連接：DN100、150、200
流量測量範圍：雷諾數1.5×10⁴~4×10⁶；氣體流速5~50m/s；液體流速0.5~7m/s
被測介質溫度：常溫-25℃~100℃；高溫-25℃~150℃、-25℃~250℃
輸出信號：脈衝電壓（高電平8~10V，低電平0.7~1.3V，占空比約50%，傳輸距離100m）；脈衝電流遠傳（4~20mA DC，傳輸距離1000m）
環境適應：工作溫度-25℃~+55℃；濕度50%~90%RH（50℃條件下）
材質：不鏽鋼、鋁合金
電源：DC24V 或 鋰電池3.6V
防爆與防護：防爆等級本安型iaIIbT3-T6；防護等級IP65

流量範圍參考（㎡/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信號不準確的原因分析
插入式渦街流量計的4-20mA信號輸出分為數字信號輸出和模擬信號輸出兩類，信號不準確可能源於以下因素：

- 模擬信號輸出缺陷：需手動調整零點和滿量程，正常運行中易出現零點與滿量程漂移；線性度存在局限，無法完全線性輸出。
- 數字信號優勢：可克服模擬信號的不足，精度高達1/65535（16位數字精度），M頭渦輪流量計和燃氣渦輪流量計的電流輸出均采用數字芯片，提升精度。
- 保護電路影響：電流信號的保護電路為防止誤接線或現場電壓異常，可能導致約0.02-0.04的固定誤差（部分電流經保護電路泄漏）。若對電流信號精度要求極高，需移除保護電路（需權衡安全性與準確性）。

六、產品優勢：9大核心競爭力
1. 互換性強：傳感器通用性高，表麵主體與渦流發生器經先進數控設備加工，保證精度，零件（尤其渦流發生器）互換性強，更換後不影響重複性與準確性。
2. 結構可靠：結構簡單牢固，無活動部件，可靠性高，使用與維護便捷。
3. 性能穩定：檢測元件不與介質直接接觸，性能穩定，使用壽命長（檢測探頭與渦流發生器分離安裝，耐高溫壓電晶體密封於探頭內）。
4. 信號精準：輸出與流量成正比的脈衝信號或模擬信號，無零漂移，精度高，便於與計算機聯網。
5. 寬量程比：量程比可達1:10，適配多種流量場景。
6. 無需額外補償：測量體積流量時無需補償（渦街輸出信號與流速線性相關，即與體積流量成正比；壓力、溫度補償僅用於獲取密度以計算質量流量，測量氣體體積流量時無需補償）。
7. 壓力損失小：以DN50口徑測量可燃氣體為例，最大流量Qmax=200m³/h時，傳感器壓力損失僅0.605KPa（計算公式：△P=1.08×10⁻⁶ρv²（kPa））。
8. 抗幹擾性好：在一定雷諾數範圍內，流動特性不受流體壓力、溫度、粘度、密度、組成影響，僅與渦流發生器形狀和尺寸相關。
9. 應用廣泛：可測量蒸汽、氣體、液體等多種介質流量。

七、使用注意事項
插入式渦街流量計雖性能優異，但使用中需注意：
- 直管段要求：作為速度式流量計，渦流分離穩定性受流速分布影響，需保證直管段（通常前10D、後5D）。
- 流速限製：測量液體時，上限流速受壓力損失和“氣蝕”現象限製（通常≤10m/s）；測量氣體時，上限受介質可壓縮性限製，下限受雷諾數和傳感器靈敏度限製（氣體一般5-50m/s，蒸汽8-50m/s）。
- 減震措施：應力型渦街流量計對振動敏感，安裝於振動較大的管道時，需采取減震措施。
- 溫度範圍：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性，成為大口徑工業管道流體測量的理想選擇，助力各行業實現精準的流量監控與過程控製。

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