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技術文章-渦街流量計

渦街流量計組成部分及其功能

發布時間:2024-03-15 09:32:42 人氣: 55

渦街流量計是一種速度式流量儀表,利用流體力學中著名的卡門渦街原理,即在流動的流體中插入一個漩渦發生體(常見圓柱體、方形柱體、三角柱體),在一定的雷諾數范圍內將在漩渦發生體下游產生漩渦分離現象,這種穩定而規則地排列的渦列稱為“卡門渦街”。這就是卡門渦街流量計的名稱由來。


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

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(1)旋渦發生體

旋渦發生體是檢測器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數、線性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失)密切相關,對它的要求如下。

1)能控制旋渦在旋渦發生體軸線方向上同步分離;

2)在較寬的雷諾數范圍內,有穩定的旋渦分離點,保持恒定的斯特勞哈爾數;

3) 能產生強烈的渦街,信號的信噪比高;

4) 形狀和結構簡單,便于加工和幾何參數標準化,以及各種檢測元件的安裝和組合;

5) 材質應滿足流體性質的要求,耐腐蝕,耐磨蝕,耐溫度變化;

6) 固有頻率在渦街信號的頻帶外。

已經開發出形狀繁多的旋渦發生體,它可分為單旋渦發生體和多旋渦發生體兩類,如圖4所示。單旋渦發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。三角柱形旋渦發生體是應用最廣泛的一種,如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強度和穩定性,可采用多旋渦發生體,不過它的應用并不普遍。

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

b/d=1~1.5;θ=15o~65o

⑵ 檢測元件

流量計檢測旋渦信號有5種方式。

1)用設置在旋渦發生體內的檢測元件直接檢測發生體兩側差壓;

2)旋渦發生體上開設導壓孔,在導壓孔中安裝檢測元件檢測發生體兩側差壓;

3)檢測旋渦發生體周圍交變環流;

4)檢測旋渦發生體背面交變差壓;

5)檢測尾流中旋渦列。

根據這5種檢測方式,采用不同的檢測技術(熱敏、超聲、應力、應變、電容、電磁、光電、光纖等)可以構成不同類型的VSF,如表1所示。

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

⑶ 轉換器

不同檢測方式應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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