產(chǎn)品目錄
蒸汽流量計(jì)
渦街流量計(jì)
孔板流量計(jì)
壓縮空氣流量計(jì)
氣體流量計(jì)
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)
金屬管浮子流量計(jì)
靶式流量計(jì)
電磁流量計(jì)
渦輪流量計(jì)
橢圓齒輪流量計(jì)
水流量計(jì)
液體流量計(jì)
超聲波流量計(jì)
磁翻板液位計(jì)
浮子液位計(jì)
浮球液位計(jì)
玻璃管液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)
超聲波液位計(jì)
投入式液位計(jì)
壓力變送器
差壓變送器
液位變送器
溫度變送器
熱電偶
熱電阻
雙金屬溫度計(jì)
相關(guān)產(chǎn)品
聯(lián)系我們
聯(lián)系電話:15195518515
服務(wù)熱線:0517-86801009
公司傳真:0517-86801007
公司郵箱:1464856260@qq.com
公司地址:江蘇省金湖縣理士大道61號(hào)
dn600渦街式流量計(jì)原理
一、工作原理
在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻流體),從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為U,旋渦發(fā)生體迎面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼渦街原理,有如下關(guān)系式
f=SrU1/d=SrU/md (1)式中
U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數(shù);
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
圖1 卡曼渦街
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中K--流量計(jì)的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),Sr可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時(shí),VSF的流量計(jì)算式為
圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的絕對(duì)壓力,Pa;
Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K;
Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見,VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測質(zhì)量流量,這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測體積流量和流體密度,流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
二、結(jié)構(gòu)
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)。
圖3 渦街流量計(jì)
(1)旋渦發(fā)生體
旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、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)簡單,便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及各種檢測元件的安裝和組合;
5) 材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(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,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,不過它的應(yīng)用并不普遍。
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(jì)檢測旋渦信號(hào)有5種方式。
1)用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測元件直接檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓;
2)旋渦發(fā)生體上開設(shè)導(dǎo)壓孔,在導(dǎo)壓孔中安裝檢測元件檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓;
3)檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流;
4)檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓;
5) 檢測尾流中旋渦列。
根據(jù)這5種檢測方式,采用不同的檢測技術(shù)(熱敏、超聲、應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁、光電、光纖等)可以構(gòu)成不同類型的VSF,如表1所示。
表1 旋渦發(fā)生體和檢測方式一覽表
檢測元件把渦街信號(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
不同檢測方式應(yīng)配備不同特性的前置放大器,如表2所列。
⑷ 儀表表體
儀表表體可分為夾持型和法蘭型,如圖7所示。
圖7 儀表表體