插入式涡街流量计：大口径流体测量的理想之选

在工业生产中，当管道工况达到DN400及以上时，插入式涡街流量计凭借其独特优势成为流量测量的优选方案。这款流量计通过将测速探头插入管道内部，精准捕捉卡门旋涡频率，并将其转换为与瞬时流量成正比的电信号（电压脉冲或4-20mA DC电流信号），为大口径管道的流体测量提供可靠解决方案。

一、产品概述：适用于大口径多介质测量
插入式涡街流量计专为各行业工业管道中的大口径介质流量测量设计，可广泛应用于气体、液体和蒸汽等流体的流量监测。其核心优势显著：

- 性能稳定：压力损失小，测量范围宽，精度高；体积流量几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数影响。
- 维护便捷：无活动机械零件，可靠性高，维护成本低，仪器参数可长期保持稳定。
- 适应范围广：采用压电应力传感器，工作温度范围覆盖-20℃~+250℃。
- 信号兼容：具备模拟标准信号和数字脉冲信号输出，易于与计算机等数字系统对接，是当前先进且理想的流量测量设备。

二、工作原理：基于卡门涡街的精准测量
插入式涡街流量计的工作原理遵循国际标准化组织ISO7145（《具有圆形横截面的密闭管道中流体流量的测量-横截面某一点处的速度测量》），核心是通过插入管道的测速探头捕捉卡门涡街频率，实现流量转换。

1. 测量核心
将嵌入压电晶体的涡街测速探头插入大口径工业管道，探头感知流体流动产生的卡门涡旋，将其频率转换为与流量成正比的电信号（电流/电压脉冲信号或4-20mA DC电流信号）。

2. 组成结构
流量计由压力传感器、测量电路和过程连接三部分组成：
- 压力传感器负责感知气体、液体等介质的物理压力参数；
- 测量电路将物理参数转换为标准电信号；
- 过程连接实现与管道系统的稳定对接。

其信号转换过程基于压阻原理（国内小规模自动化控制中常用）：
- 压敏电阻受压后电阻发生变化，通过放大器和标准压力校准检测压力；
- 工艺压力与参考压力分别作用于集成硅压敏元件两端，压差导致硅片微变形（μm级），使硅片上的全动态惠斯通电桥输出与压力成正比的mV级电压信号；
- 信号经高放大倍数差分放大器（抵消温度漂移）处理后，通过电压-电流转换和非线性校正，最终生成与输入压力线性对应的标准电流/电压信号，为指示报警器、记录仪、调节器等辅助仪表提供数据支持，实现测量、指示与过程调整。

三、产品功能：高效适配工业场景
插入式涡街流量计在工业场景中展现出强大的实用性：
- 灵活安装维护：支持连续流程下的传感器拆卸与组装，放大器与传感器可分离安装（最大距离15m）。
- 抗干扰能力强：采用噪声消除电路和抗振动传感器头，具备一定抗环境振动性能。
- 宽量程覆盖：测量范围比达10:1~25:1，适配多种流量场景。
- 耐温性能优异：可测量介质温度最高达+250℃，适应高温工况。
- 结构可靠：无活动部件，长期稳定性好，安装与维护简便。

四、技术参数：全面满足工业需求

测量介质：气体、液体、蒸汽
口径规格：法兰卡安装：DN25、32、50、80、100；法兰连接：DN100、150、200
流量测量范围：雷诺数1.5×10⁴~4×10⁶；气体流速5~50m/s；液体流速0.5~7m/s
被测介质温度：常温-25℃~100℃；高温-25℃~150℃、-25℃~250℃
输出信号：脉冲电压（高电平8~10V，低电平0.7~1.3V，占空比约50%，传输距离100m）；脉冲电流远传（4~20mA DC，传输距离1000m）
环境适应：工作温度-25℃~+55℃；湿度50%~90%RH（50℃条件下）
材质：不锈钢、铝合金
电源：DC24V 或 锂电池3.6V
防爆与防护：防爆等级本安型iaIIbT3-T6；防护等级IP65

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

五、常见问题：4-20mA信号不准确的原因分析
插入式涡街流量计的4-20mA信号输出分为数字信号输出和模拟信号输出两类，信号不准确可能源于以下因素：

- 模拟信号输出缺陷：需手动调整零点和满量程，正常运行中易出现零点与满量程漂移；线性度存在局限，无法完全线性输出。
- 数字信号优势：可克服模拟信号的不足，精度高达1/65535（16位数字精度），M头涡轮流量计和燃气涡轮流量计的电流输出均采用数字芯片，提升精度。
- 保护电路影响：电流信号的保护电路为防止误接线或现场电压异常，可能导致约0.02-0.04的固定误差（部分电流经保护电路泄漏）。若对电流信号精度要求极高，需移除保护电路（需权衡安全性与准确性）。

六、产品优势：9大核心竞争力
1. 互换性强：传感器通用性高，表面主体与涡流发生器经先进数控设备加工，保证精度，零件（尤其涡流发生器）互换性强，更换后不影响重复性与准确性。
2. 结构可靠：结构简单牢固，无活动部件，可靠性高，使用与维护便捷。
3. 性能稳定：检测元件不与介质直接接触，性能稳定，使用寿命长（检测探头与涡流发生器分离安装，耐高温压电晶体密封于探头内）。
4. 信号精准：输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零漂移，精度高，便于与计算机联网。
5. 宽量程比：量程比可达1:10，适配多种流量场景。
6. 无需额外补偿：测量体积流量时无需补偿（涡街输出信号与流速线性相关，即与体积流量成正比；压力、温度补偿仅用于获取密度以计算质量流量，测量气体体积流量时无需补偿）。
7. 压力损失小：以DN50口径测量可燃气体为例，最大流量Qmax=200m³/h时，传感器压力损失仅0.605KPa（计算公式：△P=1.08×10⁻⁶ρv²（kPa））。
8. 抗干扰性好：在一定雷诺数范围内，流动特性不受流体压力、温度、粘度、密度、组成影响，仅与涡流发生器形状和尺寸相关。
9. 应用广泛：可测量蒸汽、气体、液体等多种介质流量。

七、使用注意事项
插入式涡街流量计虽性能优异，但使用中需注意：
- 直管段要求：作为速度式流量计，涡流分离稳定性受流速分布影响，需保证直管段（通常前10D、后5D）。
- 流速限制：测量液体时，上限流速受压力损失和“气蚀”现象限制（通常≤10m/s）；测量气体时，上限受介质可压缩性限制，下限受雷诺数和传感器灵敏度限制（气体一般5-50m/s，蒸汽8-50m/s）。
- 减震措施：应力型涡街流量计对振动敏感，安装于振动较大的管道时，需采取减震措施。
- 温度范围：采用压电晶体作为检测传感器，受温度影响，长期工作温度通常为-40℃~+350℃或-10℃~+250℃，需根据工况选择适配型号。

插入式涡街流量计以其高精度、高可靠性和广泛的适应性，成为大口径工业管道流体测量的理想选择，助力各行业实现精准的流量监控与过程控制。

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