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涡街流量计

发表时间:2021-04-10 11:17

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特定的流动条件下,一部分流体动能会转化为流体振动,其振动频率与流速(流量)有确定的比例关系,这就是涡街流量计的原理。


1 引言

流量计是测量流体流量的仪器,在石油、化工、电力、冶金、采矿、食品、轻工等很多工业生产过程中,都有对流体流速的测量,在应用最广泛的工业领域, 流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类之一,在工业生产中至关重要。人们对流量计量测试技术的要求越来越高促使流量技术也在迅速发展着,各种适合于不同 环境的流量计也应运而生。现在使用较为广泛的流量计有:差压式孔板流量计,转子流量计,涡街流量计,容积式流量计,电磁流量计,质量流量计,超声波流量计 等等.

2 涡街流量计的工作原理

涡街流量计是一种速度式流量仪表,它是以质量守恒为基础,利用流体自然震荡的原理制成的一种漩涡分离的流量计,它又称为漩涡流量计和卡门漩涡流量 计。在流体中设置漩涡发生体即阻流体,从漩涡发生体两侧交替的产生有规则的漩涡,这种漩涡称为卡曼涡街,涡列的个数或者说频率和流速成正比。因而通过测量 涡街频率就可知道流体的流速,从而计算出流体的流量。涡街流量计的漩涡发生体有很多种,大量使用的有圆柱,三角形,矩形等。圆柱形压力损失小但漩涡强度 低,矩形漩涡强度大,但压力损失也大;三角形压力损失一般,但漩涡强度大,所以三角形发生体在实际中有着广泛地应用。涡街流量计检测方法有利用伴随漩涡分 离的物理效应,可以采用热敏、力敏元件或通过光、声调制方法等来检测漩涡分离频率。至今用于检测分离频率的方法和采用的元件是多种多样的,归纳起来有以下 几种方法:

(1)热敏元件检测方法,漩涡分离产生的交变环流所引起的整体表面速度脉动或者交变横向流的频率,用加热的金属丝、热敏电阻器进行检测;

(2)力敏元件检测方法,漩涡分离造成的交变差压、交变升力或者交变升力引起的机械振动,用差动电容、电阻应变片、压电晶体、压电陶瓷等检测;

(3)电磁传感器检测方法漩涡的分离所引起的膜片或者梭球等的往复振动的频率,用电磁传感器检测;

(4)声、光信号调制检测方法利用声束光束通过涡街时受到漩涡的调制,由接收声强光强或相位的脉动频率得到漩涡分离频率。


在众多的流量计中,涡街流量计的购置费低于质量式、电磁式、容积式等类型,而安装、运行、维护费低于节流式、容积式、涡轮式等类型,是一种经济性较好、比较实用的流量计。涡街流量计结构简单牢固,安装维护方便,尤其适用于冶炼厂、化工厂、输油管道等工业现场的使用。


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