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渦街流量測量有哪些結構組成?

來源:上海重輝科技有限公司   2020年10月19日 11:36  

渦街式流量測量儀表由傳感器和轉換器兩部分組成,傳感器包括漩渦發生體(阻流體)、測量元件、儀表表體、安裝架和法蘭等;轉換器包括前置放大器、濾波整形電路、接線端子、支架和防護罩等。

一、 漩渦發生體

漩渦發生體是傳感器的主要部件,它的形狀和尺寸與儀表的流量特性(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)能控制漩渦在漩渦發生體軸線方向上同步分離;

2)在較寬的雷諾數范圍內,有穩定的漩渦分離點,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,以及各種測量元件的安裝和組合;

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。

目前已經開發出形狀繁多的漩渦發生體,應根據具體情況,保證上述要求,選擇合理的漩渦發生體。

二、測量元件

漩渦頻率的檢測是渦街流量傳感器的關鍵。

由流體力學原理可知,在每個漩渦產生并瀉下時,它會在體壁上產生一個側向力,漩渦發生體便受到一個周期振動力的作用。如果漩渦發生體具有彈性,則將產生振動。同時,漩渦發生體周圍流體會同步發生流速、壓力變化和下游尾流周期振蕩。根據這些現象可以進行漩渦分離頻率的測量。綜合起來測量技術可概括為以下兩大類:

1)受力測量類,即測量漩渦發生后在漩渦發生體上受力的變化頻率。一般可用應力、應變、電容、電磁等測量技術。

2)流速測量類,即測量漩渦發生后在漩渦發生體附近的流動變化頻率,即,一般可用熱敏、超聲、光電(光纖)等測量技術。

不管采用哪一種測量技術,就其測量漩渦分離頻率信號的方式主要有5種方式。

1)用設置在漩渦發生體內的測量元件直接測量發生體兩側差壓;

2)在漩渦發生體上開設導壓孔,在導壓孔中安裝測量元件測量發生體兩側差壓;

3)測量漩渦發生體周圍交變環流;

4)測量漩渦發生體背面交變差壓;

5)測量尾流中漩渦列。

根據這5種測量方式,采用不同的測量技術,如熱敏、超聲、應力、應變、電容、電磁、光電、光纖等可以構成不同類型的渦街流量傳感器。

三、 轉換器

測量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,必須進行前置放大、濾波、整形等處理才能得出與流量成比例的脈沖信號,或者轉換成標準電流信號輸出。

四、 儀表表體

儀表表體可分為夾持型和法蘭型,分別與管道采用法蘭連接方式和法蘭夾裝方式連接。

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