1、用途、特点

GDW型一体式涡街流量计是一种采用压电晶体作为检测元件的现场显示型流量计，本流量计不需要配套二次仪表，可分别显示瞬时流量和累积流量，并可由仪表内部电池供电，不需外接电源，特别适用于油田或供电不便的场所。本流量计测量DN25～DNl000mm管道的液体、气体或蒸汽的流量，本流量计亦可由外部电源(24VDC)供电组成电流远传型一体式涡街流量计。电流远传型输出与流量成正比的标准模拟信号4～20mA。在危险场所使用时，应选择防爆结构的产品。

2、工作原理

一体式涡街流量计的基本原理是卡门涡街原理，即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。变送器流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示，流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体，柱体的轴线与被测介质流动方向垂直，底面迎向流体。    

当被测介质流过柱体时，在柱体两侧交替产生旋涡，旋涡不断产生分离，在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”。理论分析和实验证明，旋涡分离的频率与柱侧介质流速成正比。

式中：f-柱体侧旋涡分离的频率（Hz）,V-柱侧流速（m/s,d-柱体迎流面宽度（m）,Sr-斯特劳哈尔数。是一个取决于柱体断面形状而与流体性质和流速大小基本无关的常数，Sr：0.17～0.18。

图一  圆管内的涡街

GDW一体式涡街流量计的设计柱宽d与流通管直径D具有固定的比值，因此，流经管内的平均流速与柱侧流速有固定的比值：/ =1-1.25d/D

于是：   

由于上式中d和D都是已知的结构尺寸，而Sr是常数。因此测得旋涡分离频率f,便测得了管内的平均流速，从而测得流量Q：Q=3600F· (m³/h)

式中：F-传感器流通本体的流通面积（m²）,-传感器流通本体的平均流速（m/s）

旋涡交错分离，在柱体两侧及柱体后面的尾流中产生脉动压力，设在柱体内部(或后面)的检测探头受到这种微小脉动压力的作用，使埋设在探头内的压电晶体元件受到交变应力而产生交变电荷信号。该信号经放大器上的电荷变换、放大，滤波限幅和触发整形处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号再送到系数板上的倍率乘法器，传感器输出的每一个脉冲将代表一定体积的被测流体。一段时间内输出总脉冲数，将代表这段时间内流过传感器的流体总体积。

传感器输出电流脉冲信号送到连于一体的就地显示仪，就地显示仪采用最新微功耗CPU，测量涡街传感器输出的频率信号，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算，现场液晶显示瞬时流量和累积流量。

3、主要参数及技术指标

使用条件及参数

环境温度：-40~85℃；

相对湿度：5％~90％

大气压力：86~106kPa；

被测流体是单相流体或可以认为是单相的流体。

技术参数

公称通径：25~1000mm：  (大于300mm为插入式结构)

测量介质：液体、气体、蒸汽    

精度等级：1.0级：  (插入式结构为2.5级)

重复性：≤0.2％；

供电电源：3.6V锂电池，远传为24VDC

公称压力：2.5MPa、4.0MPa、6.9MPa(特殊)

介质温度：-40~+300℃

连接方式：法兰卡装式、插入式(≥300mm)

输出信号：4~20mA，电池供电无输出

本体材质：1Crl8Ni9Ti

负载能力：≤300Ω    

线性度：≤土1％

防护等级：IP65

防爆等级：ExiaIICT6(本安) 通过安全栅供电

          EXDIIBT4 (隔爆)配电器供电

关联设备：LJ9201(安全栅)，  DFP(配电器)

4、流量范围

注1：表1中所列流量范围是在下述状态下标定的：

对于气体是在温度为0℃，1个标准大气压下的空气（ρ0 =1.293k g/m³）

对于液体是为4℃的水（ρ0 =1000k g/m³）

对于蒸汽是绝对压力为0.4Mpa的干饱和蒸汽（ρ0 =2.1628k g/m³）

其结构有：

(1).测速本体：它内部装有旋涡发生体和应力式旋涡敏感元件，用来测量插入点的流速并转换成电荷脉冲信号；

(2).插入杆：与测速本体连接，是一根空心的不锈钢管，它的插入深度应令测速本体处于管道中心点，插入杆内的空心部分有信号线将电荷脉冲信号传送至放大器中；

(3)被测管道；

(4)连接开口法兰：焊于被测管道上用来与变送器相连；

(5).球阀：利用它可以使变送器在拆卸维修时不影响管道的使用，球阀按定货需要提供；

(6).支承法兰；它用来支承插入杆；

(7).密封压垫：在密封压垫下装有耐高温的密封填料或密封垫片，当压紧压垫后对插入杆起密封作用，使被测介质不会泄漏；

(8).固定螺栓；

(9).固定法兰：当插人深度和流速本体方向调整好后，固定插入杆位置；

(10).放大器：在铝制外壳内装有电路板将敏感元件送来的电荷脉冲放大，整形为脉冲信号，再经脉冲／电流转换成为4-20mA，DC摸拟信号输出；

(11).放大器电缆引入口。

5、插入式涡街流量计

其结构有：

(1).测速本体：它内部装有旋涡发生体和应力式旋涡敏感元件，用来测量插入点的流速并转换成电荷脉冲信号；

(2).插入杆：与测速本体连接，是一根空心的不锈钢管，它的插入深度应令测速本体处于管道中心点，插入杆内的空心部分有信号线将电荷脉冲信号传送至放大器中；

(3)被测管道；

(4).管道连接开口法兰：焊于被测管道上用来与变送器相连；

(5).球阀：利用它可以使变送器在拆卸维修时不影响管道的使用，球阀按定货需要提供；

(6).支承法兰；它用来支承插入杆；

(7).密封压垫：在密封压垫下装有耐高温的密封填料或密封垫片，当压紧压垫后对插入杆起密封作用，使被测介质不会泄漏；

(8).固定螺栓；

(9).固定法兰：当插人深度和流速本体方向调整好后，由固定法兰固定插入杆位置；

(10).放大器：在铝制外壳内装有电路板将敏感元件送来的电荷脉冲放大，整形为脉冲信号，再经脉冲／电流转换，成为4-20mA，DC摸拟信号输出；

(11).放大器电缆引入口。

6、安装

6．1安装地点的选择

 a．环境温度：流量计的工作环境温度不低于-40℃，不高于+55℃，如受到生产设备的热幅射时，应采取隔热和通风措施。

 b．环境空气：避免将流量计安装在含腐蚀性气体的环境中，如只能安装在含腐蚀性气体的环境中，则需提供充分的排风措施。

  c．机械振动和冲击：流量计的结构是坚固的，不会因振动而损伤，但振动会产生干扰信号，若管道上的振动和冲击强烈，而介质流速又低，则可能导致干扰信号大于流量信号，造成示值误差。因此，流量计应当尽可能安装在振动和冲击小的场所，安装位置在5～20Hz的振动频率下，要求振动加速度不大于1g，否则应采取减振措施。例如在流量计安装处振源来向的管道上加装固定支撑。

 d．其它：流量计安装地点周围应有充足的空间，安装在高处的流量计应尽量有工作平台，以便于安装和维修。此外，为了维修检查方便，附近应有可供测量仪器用的交流220v电源插座。

6．2管道安装与要求

a．流量计上游侧和下游侧应有足够长的直管段。直管段长度应符合表3的要求，

b．在规定的直管段长度内，管道入流段与出流段目测应是平直的。为保证被测介质满管，流量计应尽量避免安装在调节阀、半开闸阀的下游。一般情况下不在扩大管后安装流量计。

c．本流量计可垂直、水平或其它任何角度安装，将流量计安装在垂直或倾斜管道上时，流体流向应是自下而上的。

d．需要在流量计附近装设取压或测温点时，取压点应在传感器前1d以外，测温点应在传感器5d以外。

e．安装卡装式法兰时，注意密封垫，不要深入管内。

f．被测介质流向必须与传感器流通本体上的流向箭头标志一致。

6．3插入式涡街流量变送器的安装

a. 在管道上准备安装流量计处开一个ø 70圆孔。

b. 在圆孔处焊上随流量变送器提供的开口法兰，要求开口法兰短管必须垂直管道并且短管的轴线与管道中心线重合。图六所示。

  图六  插入式涡街流量变送器开口法兰与管道的焊接

c．根据需要确定是否安装球阀。在维修时装拆流量变送器时允许中断流量，则不需要装球阀；如果不允许中断流量，则需要装球阀。球阀由我公司配套供应，型号为：

Q41F16(DN65)，若需要安装球阀，订货时必须注明。

d．如果需要安装球阀，先将球阀装在开口法兰上，然后打开球阀，再将插入式涡街流量变送器装在球阀上，见图七，如果不需要安装球阀，则直接将插入式涡街流量变送器装在开口法兰上，安装时请注意测速本体1应在管道中心处，如果偏高，请调整一下螺栓8上的螺母位置。

7、一体式涡街流量计-选型：