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技術(shù)文章-渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)組成部分及其功能

發(fā)布時(shí)間:2024-03-15 09:32:42 人氣: 705

渦街流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表,利用流體力學(xué)中**的卡門(mén)渦街原理,即在流動(dòng)的流體中插入一個(gè)漩渦發(fā)生體(常見(jiàn)圓柱體、方形柱體、三角柱體),在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)將在漩渦發(fā)生體下游產(chǎn)生漩渦分離現(xiàn)象,這種穩(wěn)定而規(guī)則地排列的渦列稱(chēng)為“卡門(mén)渦街”。這就是卡門(mén)渦街流量計(jì)的名稱(chēng)由來(lái)。


VSF由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖3所示。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測(cè)元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來(lái)智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。

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(1)旋渦發(fā)生體

旋渦發(fā)生體是檢測(cè)器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線(xiàn)性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失)密切相關(guān),對(duì)它的要求如下。

1)能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線(xiàn)方向上同步分離;

2)在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi),有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn),保持恒定的斯特勞哈爾數(shù);

3) 能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街,信號(hào)的信噪比高;

4) 形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及各種檢測(cè)元件的安裝和組合;

5) 材質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足流體性質(zhì)的要求,耐腐蝕,耐磨蝕,耐溫度變化;

6) 固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體,它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類(lèi),如圖4所示。單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱,其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用*廣泛的一種,如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可采用多旋渦發(fā)生體,不過(guò)它的應(yīng)用并不普遍。

z38.jpg

d/D=0.2~0.3;c/D=0.1~0.2;

b/d=1~1.5;θ=15o~65o

⑵ 檢測(cè)元件

流量計(jì)檢測(cè)旋渦信號(hào)有5種方式。

1)用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測(cè)元件直接檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓;

2)旋渦發(fā)生體上開(kāi)設(shè)導(dǎo)壓孔,在導(dǎo)壓孔中安裝檢測(cè)元件檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓;

3)檢測(cè)旋渦發(fā)生體周?chē)蛔儹h(huán)流;

4)檢測(cè)旋渦發(fā)生體背面交變差壓;

5)檢測(cè)尾流中旋渦列。

根據(jù)這5種檢測(cè)方式,采用不同的檢測(cè)技術(shù)(熱敏、超聲、應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁、光電、光纖等)可以構(gòu)成不同類(lèi)型的VSF,如表1所示。

z39.jpg

檢測(cè)元件把渦街信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),該信號(hào)既微弱又含有不同成分的噪聲,必須進(jìn)行放大、濾波、整形等處理才能得出與流量成比例的脈沖信號(hào)。

⑶ 轉(zhuǎn)換器

不同檢測(cè)方式應(yīng)配備不同特性的前置放大器,如表2所列。

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⑷ 儀表表體

儀表表體可分為夾持型和法蘭型,如圖7所示。

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