渦街流量計設計的原理分析
渦街流量計是由傳感器和轉換器兩部分組成.傳感器包括旋渦發生體(阻流體)\檢測元件\儀表表體等;轉換器包括前置放大器\濾波整形電路\DAC\輸出接口電路\端子\支架和防護罩等.近年來智能式流量計還把微處理器\顯示通信及其他功能模塊裝在轉換器內.在流體中設置旋渦發生體(阻流體),從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列.渦街流量計輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關.但是在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分就會對流量計量產生直接影響.
渦街流量計的是儀表系數不受測量介質物性的影響,可以由一種典型介質推廣到其他介質上.但由于液\氣的流速范圍差別很大,導致頻率范圍亦差別很大.處理渦街信號的放大器電路中,濾波器的通帶不同,電路參數亦不同,因此,同一電路參數不能用于測量不同介質.另外,氣體和液體的密度差別很大,而旋渦分離時產生的信號強度與密度成正比,因此信號強度差別亦很大.液\氣放大器電路的增益\觸發靈敏度 等皆不相同,壓電電荷差別大,電荷放大器的參數也不相同.即使同為氣體(或液體\蒸汽),隨著介質壓力\溫度\密度不同,使用的流量范圍不同,信號強度亦 不同,電路參數同樣要改變.因此,一臺渦街流量計不經硬件或軟件修改,改變使用介質或改變儀表口徑是不可行的.
中能儀表專家講述渦街流量計在特定的流動條件下,一部分流體動能會轉化為流體振動,其振動頻率與流速(流量)有確定的比例關系,依據這種原理工作的流量計稱為流體振動流量計.目前流體振動流量計有三類:渦街流量計\旋進(旋渦進動)流量計和射流流量計.渦街流量計輸出為脈沖頻率,其頻率與被測流體的實際體積流量成正比,不受流體組分\密度\壓力\溫度的影響;測量范圍寬,一般范圍度可達10:1以上;精確度為中上水平;無可動部件,可靠性高;結構簡單牢固,安裝方便,維護費較低;應用范圍廣泛,可適用液體\氣體和蒸汽.
中能儀表專家介紹渦街流量計屬于對管道流速分布畸變\旋轉流和流動脈動等敏感的流量計,因此,對現場管道安裝條件應充分重視.渦街流量計可安裝在室內或室外.如果安裝在地井里,為防止被水淹沒,應選用涎水型傳感器.傳感器在管道上可以水平\垂直或傾斜安裝,但測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴的干擾.中能儀表專家提醒:范圍度寬是渦街流量計的特點,但重要的一點是量程下限的流量數值.一般液體平均流速下限為0.5m/s,氣體為4～5m/s.渦街流量計的正常流量在正常測量范圍的1/2～2/3處.以上資料供大家學習參考.
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