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渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)分類和原理說(shuō)明(有圖)
本文來(lái)源:金湖聯(lián)儀自控設(shè)備有限公司 發(fā)布時(shí)間2011-04-02 QQ:1310847944
渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)分類
目前在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的渦街流量計(jì)按旋渦發(fā)生體與檢測(cè)體的位置結(jié)構(gòu)可分為一體式和分體式兩大類。
一體式結(jié)構(gòu)是指發(fā)生體和檢測(cè)體安裝在同一部件中,該部件既分離產(chǎn)生旋渦又檢測(cè)旋渦的脈沖數(shù)。發(fā)生體在儀表內(nèi)采用懸臂梁結(jié)構(gòu),可感受旋渦沖擊力。檢測(cè)體位于發(fā)生體內(nèi),通過(guò)發(fā)生體的震蕩檢測(cè)旋渦脈沖數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)體不與測(cè)量介質(zhì)接觸,可提高其壽命。缺點(diǎn)是懸臂梁結(jié)構(gòu)易被介質(zhì)中的臟污(如蒸汽中結(jié)垢、煤氣中的焦油等)堵死而失去震蕩能力,從而使檢測(cè)體無(wú)法檢測(cè)脈沖數(shù)而使儀表無(wú)法工作。另外,由于發(fā)生體的質(zhì)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(jì)屬于這種結(jié)構(gòu)。
分體式結(jié)構(gòu)的發(fā)生體和檢測(cè)體是分離安裝在儀表中的不同位置。這種結(jié)構(gòu)在儀表的抗振性能及耐臟污上有很大提高。缺點(diǎn)是檢測(cè)體與測(cè)量介質(zhì)直接接觸,一旦檢測(cè)體發(fā)生故障更換時(shí)需切斷流量,會(huì)給用戶帶來(lái)麻煩。由此而知分體式結(jié)構(gòu)儀表對(duì)檢測(cè)體的質(zhì)量要求是很高的。分體式結(jié)構(gòu)的渦街流量計(jì)按發(fā)生體和檢測(cè)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(jié)構(gòu),內(nèi)置式儀表的檢測(cè)體與發(fā)生體安裝在同一中心點(diǎn)上,發(fā)生體兩側(cè)開(kāi)孔取信號(hào)。外置式儀表的檢測(cè)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(jié)構(gòu)并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,但內(nèi)置式結(jié)構(gòu)由于開(kāi)孔處也有被臟污堵塞的問(wèn)題,故在現(xiàn)場(chǎng)使用中耐臟污的能力不如外置式理想。
1、渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門(mén)渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量?jī)x表。在流動(dòng)的流體中插入一個(gè)斷面為非流線型柱狀物體時(shí),在柱體后部?jī)蓚?cè)會(huì)產(chǎn)生兩列交錯(cuò)排列的旋渦,見(jiàn)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(wú)量綱常數(shù)(斯特勞哈爾數(shù))
V: 柱體側(cè)面的流速
d: 柱體的迎流面寬度
由式(1)可見(jiàn),通過(guò)測(cè)量旋渦的分離頻率便可測(cè)出流體流速和瞬時(shí)流量。斯特勞哈爾數(shù)St是可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)。斯特勞哈爾數(shù)St與雷諾數(shù)Re函數(shù)關(guān)系中的線性部分,目口是渦街流量計(jì)的線性測(cè)量范圍。檢測(cè)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(shí)間內(nèi)輸出的脈;中數(shù)與流體的體積之比(流過(guò)單位體積流體對(duì)應(yīng)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(jì)采用壓電晶體元件檢測(cè)旋渦分離頻率。旋渦在柱體后部?jī)蓚?cè)交替分離,產(chǎn)生壓力脈動(dòng),安裝在柱體后面尾流中的探頭感受到交變力(見(jiàn)圖二);埋設(shè)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(hào)經(jīng)檢測(cè)放大器處理后,以頻率信號(hào)輸出(傳感器),或進(jìn)一步變換成與流量成比例的4-20mA直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出(變送器)。(見(jiàn)圖三)
圖(三)
作者:壓力變送器@潘鳳 遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)修訂1.1 2009-02-06
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