うず街流量計カルメン渦街原理研究に基づいて作成された流体振動型流量計器であり、音対雑音比が大きく、感度が高く、耐震性が強い。信号回路は単品機技術を用いてデータ処理を行い、CPUユニット、メモリユニット、表示ユニット、通信ユニット及びその他の機能モジュールを増幅回路内にカプセル化し、非常に安定した零点と精度を持っている。石油、化学工業、冶金、熱力、紡績、製紙などの業界の過熱蒸気、飽和蒸気、圧縮空気と一般ガス（酸素、窒素水素、天然ガス、ガスなど）、水と液体（例えば：水、ガソリン、アルコール、ベンゼンなど）の計量と制御に広く適用される。

渦街流量計通信型で、RS 485/232及びModbusプロトコル、HARTプロトコル型がある。

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485通信特性：

RS-485インタフェースは良好な耐ノイズ干渉性、長い伝送距離とマルチステーション能力などの上述の利点があるため、第一選択のシリアルインタフェースとなっている。RS 485インタフェース構成の半二重ネットワークは一般的に2本の接続しか必要ないため、RS 485インタフェースはすべてシールドツイストペア伝送を採用している。RS 485インタフェースコネクタはDB-9の9芯プラグホルダを採用し、スマート端末RS 485とのインタフェースはDB-9（穴）を採用し、キーボードと接続するキーボードインタフェースRS 485はDB-9（針）を採用する。

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485通信プロトコル：（うず街流量計通信プロトコル）（MODBUS-RTU）

1.RTUデータフォーマットの説明

1.1通信モード

本計器はMODBUS RTU形式を採用している。プロトコルはプライマリで使用されます。クエリ・モードからデータ通信を行います。

1.2データフォーマット

RTUモードにおける各バイト（11ビット）のフォーマットは、

符号化システム：8ビットバイナリ

各バイトのビット：開始ビット1、データビット8（最初に最小有効ビットを送信）、パリティビット1、ストップビット1

注意：無検査を使用する場合は2つのストップビットが必要

ボーレートオプション5種類：1200、2400、4800、9600、19200

注：

（1）RTUモードでは、時間が少なくとも3.5文字時間のアイドル間隔がメッセージフレームを区切る。

（2）メッセージフレーム全体を連続した文字ストリームで送信する必要がある。

（3）2文字間のアイドル間隔は1.5文字時間を超えないこと。

1.3アドレス

プロトコルに規定されている計器のアドレスは「0-255」であり、「0」アドレスはブロードキャスト用であり、本プロトコルはブロードキャストをサポートしておらず、残りのアドレスは予約されている。

2.コマンドの説明

2.1本計器はMODBUSプロトコルの1つの命令を使用している：

コマンド03 単一または複数の保持レジスタを読み出す

2.2データフォーマット

プロトコルのデータフォーマットは、浮動小数点数です。Modbusはまず最高有効語を送信します。本プロトコルのデータ符号化順序は3412であり、復号順序は1234である。

32単精度浮動小数点数SINGLEフォーマットはIEEE 754で、4バイトに換算して、配列順序は3-4-1-2である。

1-2-3-4の順に復号されると、最高から最低までのビットはそれぞれ31、30、29、0ビットである。

注：

31ビットは符号ビット（S）であり、1はその数が負であり、0は正であることを示し、30-23位、全部で8位がステップコードです。22-0ビット、合計23ビットが端数です。

コマンド03のフォーマットは次のとおりです（リードレジスタコマンド）：

例外コードの意味：

「01」-機能コードエラー、本プロトコル機能コードは0 x 03

「02」-レジスタ物理アドレスエラー、0≦開始物理アドレス+レジスタ数≦12

「03」-レジスタ数エラー、0≦レジスタ数≦12

注：

累積流量＝累積量100ビット以上x 100＋累積量100ビット以下

メーターのデフォルト設定：マシン番号-1、ボーレート-9600、パリティ-不検証

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うず街流量計つうしんがた常用型式：DVS-DS 50 F 11 T

型番注記：渦街流量計、媒体は蒸気、DN50，表体の材質は304ステンレス鋼、媒体温度：常温、定格圧力1.6 MPa、485通信インタフェースはMODBUSプロトコルをサポートし、24 V給電、炭素鋼取付フランジ、ボルトナットなどの締結部品をセットする。

（250°C以下485通信出力）

（250°C以上、330°C以下高温型485通信出力）

渦街流量計通信型、常に二次計器とインテリジェントフロー積算器組み合わせて使用するか、PLCシステムに直接アクセスします。

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動作原理

流体に非流線型渦発生体（阻止流体）を設けると、図（1）に示すように、渦発生体の両側から規則的な渦が交互に2列発生する。

図（一）

渦列は渦発生体の下流に非対称に配列されている。渦の発生周波数をf、被測定媒体の来流の平均速度をV、渦発生体の迎流面幅をd、表体通径をDとすると、カルマン渦街の原理に基づいて、以下の関係式がある：

f=StV/d式（1）

式中：

f－発生体側で発生するカルメン渦周波数

St−Strohal数（無次元数）

V−流体の平均流速

d−渦発生体の幅

このことから、カルメン渦街分離周波数を測定することで瞬時流量を算出することができる。ここで、Strohal数（St）は無因数未知数であり、

図（2）はStrohal数（St）とReynolds数（Re）の関係を示す。

曲線表のSt＝0.17の直線部分では、渦の放出周波数は流速に比例し、すなわち渦街流量センサ測定範囲度である。周波数fを検出すれば管内流体の流速を求めることができ、流速Vから体積流量を求めることができる。測定したパルス数と体積量の比を計器定数（K）と呼び、式（2）を参照

　

K＝N／Q（1／m³）式（2）

式中：K＝計器定数（1/m³）。

N＝パルス個数

Q＝体積流量（m³）

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主な技術指標

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計器口径の確定と設置設計

計器の型式選択は計器応用において非常に重要な仕事であり、計器の型式選択の正否は計器が正常に運行できるかどうかに直接影響する.そのため、ユーザーと設計部門は当社製品を選択する際に、本節の資料をよく読んで、流体のプロセスパラメータを真剣にチェックして、いつでも当社の販売または技術サポート部門に連絡して、選択が正しいことを確保してください。

一.適用流量範囲と計器口径の確定

メーター口径の選択は、流量範囲に基づいて決定される。異なる口径渦街流量計の測定範囲は異なる。同じ口径流量計であっても、異なる媒体に使用する場合には測定範囲が異なります。実際に測定可能な流量範囲は計算によって決定する必要がある。

（一）参照条件における空気及び水の流量範囲は表（二）を参照し、参照条件は以下の通り：

1.ガス：常温常圧空気、t=20℃、P=0.1 MPa（絶圧）、ρ=1.205 kg/m 3、λ=15×10-6 m 2/s。

2.液体：常温水、t=20℃、ρ=998.2 kg/m 3、λ=1.006×10-6 m 2/s。

（二）流量範囲と計器口径を決定する基本ステップ：

1.次の作業パラメータを明確にします。

（1）被測定媒体の名称、成分

（2）動作状態の最小、常用、さいだいりゅうりょう

（3）媒体の最低、常用、最高圧力と温度

（4）動作状態における媒体の粘度

2.渦街流量計器は媒体の動作状態体積流量を測定するので、まずプロセスパラメータに基づいて媒体の動作状態体積流量を求めるべきで、相関式は以下の通り：

（1）既知のガス標準状態体積流量は、以下の式によりモード体積流量を求めることができる

式（3）

（2）既知のガス標準状態密度ρは、以下の式によりモード密度を求めることができる

（3）既知質量流量Qmを体積流量Qvに換算する

式中：

Qv：モード状態における媒体の体積流量（m 3/h）

（Qv=3600 f/K：計器係数）

Qo：標準状態における媒体の体積流量（Nm 3/h）

Qm：質量流量（t/h）

ρ：運転状態における媒体の密度（kg/m 3）

ρo：標準状態における媒体の密度（kg/m 3）、常用ガス媒体の標準状態密度、表（3）参照

P：モード状態表圧（MPa）

t：運転状態温度（℃）

3.計器下限流量の確定。渦街流量計器の上限適用流量は一般的に計算しなくてもよく、渦街流量計器の口径の選択は主に流量下限の計算である。下限流量の計算は2つの条件を満たすべきである：最小Reynolds数は限界Reynolds数（Re=2×104）を下回ってはならない、応力式渦街流量計の下限流量時に発生する渦強度は、センサ渦強度の許容値（渦強度と揚力ρv 2とは比例関係）よりも大きくなければならない。これらの条件は次のように表すことができます。

密度によって決定されるモード測定可能下限流量：

運動粘度による線形下限流量：

式（7）

式中：

Qρ：渦強度要件を満たす最小体積流量（m 3/h）

ρ0：基準条件下における媒体の密度

Qυ：最小Reynolds数要件を満たす最小線形体積流量（m 3/h）

ρ：測定媒体の運転状態密度（kg/m 3）

Q 0：基準条件における計器の最小体積流量

(m3/h)

■：動作状態における媒体の動粘度（m 2/s）

■o：基準条件下における媒体の動粘度（m 2/s）

QρとQνは、式（6）、（7）により算出される。QρとQνを比較し、流量計器の測定可能下限流量と線形下限流量を決定する：

Q_υ≥Qρ：測定可能流量範囲はQρ～Qmax ,線形流量範囲はQυ～Qmax

Q_υ<Qρ：測定可能流量範囲と線形流量範囲は

Q_ρ～Qmax

Qmax：渦街流量計の上限体積流量(m³/h)

4.計器上限流量は表（2）中の上限流量を基準とする.ガスの上限流速は70 m/s未満、液体の上限流速は7 m/s未満でなければならない

5.ユーザーが測定した媒体が蒸気である場合、通常使用される計量単位は質量流量、すなわち：t/hまたはKg/hである。異なる温度と圧力での蒸気（過熱蒸気と飽和蒸気）の密度が異なるため、蒸気流量範囲の決定は式（8）で計算することができる

式（8）

式中：

ρ：蒸気の密度（kg/m 3）

ρ0：1.205kg/m3

Q蒸気：蒸気質量流量（t/h）

6.圧力損失を計算し、圧力損失がプロセスパイプラインに影響があるかどうかを検査し、式（単位：Pa）：

Δp=CdρV 2/2式（9）

式中：

ρ：ケース媒体密度（kg/m 3）

V：平均流速（m/s）

7.測定媒体が液体の場合、気化とキャビテーションを防止するために、配管圧力を以下の要求に適合させるべきである：

p≧2.7Δp+1.3 p 0公式（10）

式中：

Δp：圧力損失（Pa）

p 0：動作温度における液体の飽和蒸気圧（Pa絶圧）

Po：流体の蒸気圧（Pa絶圧）

8.渦街流量計は高粘度液体の測定には適していない。計算された測定可能流量の下限が設計プロセス要件を満たしていない場合は、他のタイプの流量計を選択することを考慮する必要があります。

9.計算によって2種類の口径が要求を満たすことができる場合、測定効果を高め、コストを下げるために、口径の小さい表を選択しなければならない。なお、常用量はできるだけ流量範囲の上限の1/2～2/3

Δp：圧力損失（Pa）Cd：圧力損失係数

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選択例：

例1：ガス圧力と温度及び標準状態での流量が既知の場合

ある圧縮空気、標準流量範囲はQN=1200-1200 Nm 3/h、圧力P=0.7 Mpa（表圧）、温度t=30℃である。流量計の口径を決定してみます。

ステップ1：圧縮空気の運転状態体積流量を計算する

式(3):

ケース使用下限体積流量：

Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/（P +0.1）

=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/（0.7 +0.1）

=157(m3/h)

運転状況使用流量上限：Qvmax=1570（m 3/h）

ステップ2：使用状況流量範囲157-1570 m 3/hに基づいて、表を調べる（2）、下限流量条件を満たす流量計はDN 80、DN 100とDN 125で、上限流量1270 m 3/hと使用効果と経済コストを考慮して、DN 100を初選択して、DN 100流量計のモード流量範囲は100-1700 m 3/hで、使用流量範囲に近くて、DN 100流量計を初選択して、しかし具体的にDN 100流量計のこのモード条件の下での測定可能下限流量を計算しなければならない。このモード条件下でDN 100流量計の測定可能下限流量を計算する：

式（4）と式（6）：

すなわち、流量計のこのモード条件下での測定可能下限流量は37.46 m 3/hであり、要求されたモード下限流量157 m 3/hよりはるかに小さく、選択を確定し、DN 100流量計。

例2：蒸気圧力と温度及び運転状態流量が既知の場合

測定媒体は過熱蒸気であり、蒸気温度は320℃、圧力は1.5 MPa（絶圧）であり、流量範囲は3 t/h〜25 t/hであり、流量計口径を測定してみた。

ステップ1：蒸気の等価空気基準条件下の体積流量範囲を計算し、付表（2）を調べた結果、この状態で蒸気の密度は：5.665 Kg/m 3、式（8）により：

ステップ2：等価参照流量範囲765-6379 m 3/hに基づいて、表（2）を調べて、比較的にこの流量範囲がDN 200口径であることに適合する。

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計器の設置設計

計器の正確な取り付けは計器の正常な運行を保障する重要な一環であり、もし取り付けが適切でなければ、軽ければ計器の使用精度に影響し、重ければ計器の使用寿命に影響し、甚だしきに至っては計器を損傷する。

（一）設置環境の要求：

1.強電設備、高周波設備、強スイッチング電源設備をできるだけ避ける。計器の給電電源はできるだけこれらの設備と分離する。

2.高温熱源と放射源の直接的な影響を避ける。設置しなければならない場合は、断熱換気措置が必要です。

3.高湿環境と強い腐食ガス環境を避ける。設置しなければならない場合は、換気措置が必要です。

4.渦街流量計は振動の強いパイプに取り付けないようにしなければならない。取り付けが必要な場合は、その上下流2 Dに配管締結装置を設置し、防振パッドを追加し、抵抗を強化しなければならない

振動効果

5.計器は室内に設置することを提案し、室外に設置するには防水に注意し、特に電気インタフェースでケーブルをU字に曲げ、水がケーブルに沿ってアンプケースに入らないように注意する

を選択して設定できます。

6.計器設置点の周囲には配線の設置と定期メンテナンスのための余裕を持たなければならない。

（二）計器配管の設置要求：

1.渦街流量計器は設置点の上下流直管段に一定の要求があり、そうしないと配管中の媒体の流場に影響し、計器の測定精度に影響する。計器の上下流直管セグメント長さ要求図（3）

注：調節弁はできるだけ渦街流量計器の上流に取り付けず、渦街流量計器の下流10 Dに取り付けなければならない。

1.上下流配管の内径は同じであること。差異がある場合、配管内径Dpと渦街計器本体内径Dbは、関係を満たすべき：0.98 Db≦Dp≦1.05 Dbかつ上、下流はめる

管は流量計の表体内径と同心でなければならず、それらの間の異なる軸度は0.05 Db未満でなければならない

図（4）bに示すように

7.高温、低温媒体を測定する時、保温措置に注意しなければならない。コンバータ内部（ヘッドケース内）の高温は一般的に70℃を超えてはならない、低温はコンバータ内部に凝露を生じやすく、プリント基板の絶縁インピーダンスを低下させ、計器の正常な動作に影響を与える。

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うず街流量計同シリーズ製品の実写：

（フランジタイプ）

（衛生的）

（ネジ接続）

（高温タイプ）

（オンライン電圧安定補償型）

（口径別）

（防腐タイプ）

（インサート）

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アフターサービスと品質保証

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