涡街液位变送器

摘要：涡街液位变送器是一种基于卡门涡街原理的非接触式液位测量仪器，具有精度高、可靠性强、维护量低等优点，**应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域。本文详细介绍了涡街液位变送器的测量原理、结构特点、安装调试、应用案例以及未来发展趋势。

关键词：液位测量；涡街流量计；卡门涡街；非接触式测量；智能化

1. 引言

液位是工业生产过程中重要的参数之一，准确、可靠的液位测量对保障生产安全、提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。传统的液位测量方法包括浮球式、压力式、超声波式等，但这些方法存在一些不足，例如测量精度受介质密度、温度影响较大，易受介质粘附、结垢影响等。而涡街液位变送器作为一种新型的非接触式液位测量仪器，克服了传统测量方法的不足，具有精度高、可靠性强、维护量低等优点，近年来在各个工业领域得到越来越**的应用。

2. 测量原理

涡街液位变送器的工作原理基于卡门涡街原理。当流体流经钝体时，会在钝体 downstream 两侧交替产生一系列漩涡，这种交 alternately 产生的漩涡称为卡门涡街。

涡街的频率f与流体的流速v以及钝体的宽度d之间存在如下关系：

f = St * (v / d)

其中St为斯特劳哈尔数，是一个无量纲常数，与雷诺数有关，在一定雷诺数范围内St值基本保持恒定。

涡街液位变送器通常由产生涡街的涡流发生体、检测涡街信号的传感器、信号处理单元等组成。当被测液体流经涡流发生体时，产生卡门涡街，传感器检测到涡街信号并将其转换为电信号，信号处理单元对电信号进行放大、滤波、整形等处理，**终输出与液位成正比的标准信号（如4-20mA、HART协议等）。

3. 结构特点

涡街液位变送器一般由以下几个部分组成：

3.1 涡流发生体：涡流发生体的形状和尺寸对涡街的产生和稳定性有很大影响，常见的涡流发生体有圆柱形、三角棱柱形、梯形等。

3.2 传感器：传感器的作用是检测涡街信号并将其转换成电信号，常用的传感器有压电晶体、电容式传感器、差压传感器等。

3.3 信号处理单元：信号处理单元接收传感器输出的电信号，对其进行放大、滤波、整形等处理，并转换成与液位成正比的标准信号输出。

3.4 安装法兰：安装法兰用于将变送器固定在测量容器上，常用的安装法兰有螺纹连接、法兰连接等。

与传统的液位测量仪表相比，涡街液位变送器具有以下结构特点：

非接触式测量，无需与被测液体直接接触，避免了介质腐蚀、磨损等问题，提高了仪表的可靠性和使用寿命。 结构简单、体积小、重量轻，安装维护方便。 测量精度高，不受介质密度、粘度、温度、压力等因素影响。

4. 安装调试

涡街液位变送器的安装调试过程相对简单，但需要注意以下几点：

4.1 安装位置的选择：为了保证测量精度和稳定性，应尽量选择在流场稳定的管道安装，避开弯头、阀门等局部阻力损失较大的位置。此外，安装位置应便于维护和观察。

4.2 安装方向：涡街液位变送器一般要求水平安装，并保证涡流发生体与水平面垂直。

4.3 接线方式：涡街液位变送器一般采用三线制或四线制接线方式，接线时应注意极性，并做好防雷保护措施。

4.4 参数设置：根据实际工况条件，对变送器的量程、输出信号类型、报警点等参数进行设置。

5. 应用案例

涡街液位变送器**应用于石油、化工、电力、冶金等工业领域，以下列举几个应用案例：

5.1 石油化工行业：用于测量储罐、反应釜、分离塔等设备的液位，监测生产过程中的液位变化，保证生产安全。

5.2 电力行业：用于测量锅炉汽包、冷凝器、给水箱等设备的液位，保障电力生产的稳定运行。

5.3 冶金行业：用于测量熔炉、钢包、连铸机等设备的液位，控制生产过程中的液位变化，提高产品质量。

6. 未来发展趋势

随着传感器技术、微电子技术和通信技术的不断发展，涡街液位变送器正朝着智能化、数字化、网络化方向发展，未来将呈现以下发展趋势：

6.1 智能化：集成更加**的传感器和信号处理技术，实现自诊断、自校准、自适应等功能，提高仪表的可靠性和精度。

6.2 数字化：采用数字信号处理技术，提高仪表的抗干扰能力和远距离传输能力，并可以方便地接入数字化控制系统。

6.3 网络化：支持现场总线、工业以太网等多种通信协议，实现仪表的远程监控、远程诊断和远程维护，提高设备的管理效率和可靠性。

7. 结语

涡街液位变送器作为一种新型的非接触式液位测量仪器，具有精度高、可靠性强、维护量低等优点，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。随着技术的不断进步，相信涡街液位变送器的性能将会进一步提升，应用领域也将不断拓展。