渦流流量計的工作原理及結(jié)構(gòu)組成

工作原理

當(dāng)柱狀物體插入流體中時，在柱狀體的兩側(cè)交替產(chǎn)生規(guī)則的渦旋柱，這被稱為卡門渦旋現(xiàn)象。蒸汽流量計主要用于工業(yè)管道中蒸汽介質(zhì)流體的流量測量，蒸汽流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。電磁流量計其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實現(xiàn)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時，永久磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟，所以電磁流量計一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產(chǎn)生的。渦街流量計其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器�？ㄩT渦街的頻率與流速成正比。

式中：

F為旋渦頻率；

V為管道內(nèi)平均流速；

d是氣缸上流面寬度；

D為管道內(nèi)徑；

St為斯特羅哈數(shù)。

在雷諾數(shù)104到106的范圍內(nèi)，它是一個無量綱常數(shù)。

當(dāng)渦旋發(fā)生在氣缸的兩側(cè)時，圓柱受到垂直于流動方向的交替升力的影響。升力的變化頻率是旋渦頻率。利用插在柱體中的壓電元件檢測升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號傳輸放大器，由放大器進行放大和整形，得到與頻率和速度成正比的方波信號。根據(jù)上述公式，可以通過測量渦旋頻率來計算速度V，進而得到體積流量。

組成及功能

渦街流量計儀器由以下六個部分組成：

發(fā)射機外殼；渦街發(fā)生器；信號檢測器；輸出放大器；脈沖整形器；輸入放大器。

傳送器外殼是流體管道的一部分。由于選擇了合適的路徑，渦街本體的形狀和大小比例，因此在殼體內(nèi)的流體流動可以在寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號。渦流柱是渦流街發(fā)電機使流體通過時產(chǎn)生的。信號探測器檢測渦柱并將其轉(zhuǎn)換為脈沖信號。輸入放大器放大微弱的電信號，過濾出干擾信號。脈沖增塑器將不規(guī)則的電脈沖轉(zhuǎn)換成具有一定振幅和寬度的方波信號。輸出放大器將方波信號轉(zhuǎn)換為4至20ma直流電流信號輸出。