渦街流量計結構分類和原理說明(有圖)
本文來源:金湖聯(lián)儀自控設備有限公司 發(fā)布時間2011-04-02 QQ:1310847944
渦街流量計結構分類
目前在國內(nèi)銷售的渦街流量計按旋渦發(fā)生體與檢測體的位置結構可分為一體式和分體式兩大類。
一體式結構是指發(fā)生體和檢測體安裝在同一部件中,該部件既分離產(chǎn)生旋渦又檢測旋渦的脈沖數(shù)。發(fā)生體在儀表內(nèi)采用懸臂梁結構,可感受旋渦沖擊力。檢測體位于發(fā)生體內(nèi),通過發(fā)生體的震蕩檢測旋渦脈沖數(shù)。其優(yōu)點是檢測體不與測量介質接觸,可提高其壽命。缺點是懸臂梁結構易被介質中的臟污(如蒸汽中結垢、煤氣中的焦油等)堵死而失去震蕩能力,從而使檢測體無法檢測脈沖數(shù)而使儀表無法工作。另外,由于發(fā)生體的質量較大,受重力影響大,所以抗振性能較差。目前橫河公司的渦街流量計屬于這種結構。
分體式結構的發(fā)生體和檢測體是分離安裝在儀表中的不同位置。這種結構在儀表的抗振性能及耐臟污上有很大提高。缺點是檢測體與測量介質直接接觸,一旦檢測體發(fā)生故障更換時需切斷流量,會給用戶帶來麻煩。由此而知分體式結構儀表對檢測體的質量要求是很高的。分體式結構的渦街流量計按發(fā)生體和檢測體的位置不同又可分為分體內(nèi)置式(如E+H公司、羅斯蒙特公司產(chǎn)品)和分體外置式(ABB-菲雪波特公司、菲波公司)兩種結構,內(nèi)置式儀表的檢測體與發(fā)生體安裝在同一中心點上,發(fā)生體兩側開孔取信號。外置式儀表的檢測體安裝于發(fā)生體后端,如圖(三)中的旋渦發(fā)生處。內(nèi)置式與外置式結構并沒有本質區(qū)別,但內(nèi)置式結構由于開孔處也有被臟污堵塞的問題,故在現(xiàn)場使用中耐臟污的能力不如外置式理想。
1、渦街流量計是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。在流動的流體中插入一個斷面為非流線型柱狀物體時,在柱體后部兩側會產(chǎn)生兩列交錯排列的旋渦,見圖(二)。
圖 (二)
旋渦分離的頻率與流速成正比,與柱體的寬度成反比,可以用下式表示:
f=St×V/d 公式(1)
式中:
f: 旋渦分離頻率
S t:無量綱常數(shù)(斯特勞哈爾數(shù))
V: 柱體側面的流速
d: 柱體的迎流面寬度
由式(1)可見,通過測量旋渦的分離頻率便可測出流體流速和瞬時流量。斯特勞哈爾數(shù)St是可通過實驗確定的無量綱常數(shù)。斯特勞哈爾數(shù)St與雷諾數(shù)Re函數(shù)關系中的線性部分,目口是渦街流量計的線性測量范圍。檢測出頻率f即可求得管內(nèi)流體的流速,再由流速求出體積流量。一段時間內(nèi)輸出的脈;中數(shù)與流體的體積之比(流過單位體積流體對應的脈沖數(shù))稱為儀表系數(shù)(K系數(shù))。
K=N/Q(1/m3) 公式(2)
式中:
K:儀表系數(shù)(脈沖/米3)
N:脈沖數(shù)
Q:流體體積(米3)
菲波公司的10VME/10VTE系列渦街流量計采用壓電晶體元件檢測旋渦分離頻率。旋渦在柱體后部兩側交替分離,產(chǎn)生壓力脈動,安裝在柱體后面尾流中的探頭感受到交變力(見圖二);埋設在探頭體內(nèi)部的壓電晶體元件受到交變力的作用產(chǎn)生交變電荷;交變電荷信號經(jīng)檢測放大器處理后,以頻率信號輸出(傳感器),或進一步變換成與流量成比例的4-20mA直流標準信號輸出(變送器)。(見圖三)
圖(三)
作者:壓力變送器@潘鳳 遠傳磁翻板液位計修訂1.1 2009-02-06
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