了解渦街流量計內(nèi)部結(jié)構(gòu)更好運用
渦街流量計用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。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。
渦街流量計無可動機械零件,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。有模擬標準信號,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。
渦街流量計工作原理:在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
渦街流量計是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動化控制系統(tǒng)中。
渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用下式表示:
f=Stv/d
式中:f為旋渦的釋放頻率,Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m;St為斯特羅哈數(shù),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù),St=f(l/Re)。
當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi),St值約為0.2,因此,在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105,旋渦頻率f=0.2v/d。
由此可知,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式q=vA可以求出流量q,其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。
渦街流量計確定傳感器的結(jié)構(gòu),關(guān)系著整個流量計的性能及價格周期,傳感器分為多種類型,適用于各種場合的應(yīng)用,下面美安特儀表為大家具體分析的功能結(jié)構(gòu):
1、連接方式:法蘭卡裝式(表體不帶法蘭)或法蘭連接式(表體本身帶法蘭)。一般建議選用法蘭卡裝式,因為其結(jié)構(gòu)緊湊,價格低,而且供貨周期短。
2、結(jié)構(gòu)類型:一體型結(jié)構(gòu)和分體型結(jié)構(gòu)。渦街流量計一般采用一體型結(jié)構(gòu),只有在特殊場合下采用分體型結(jié)構(gòu)(如:介質(zhì)溫度高時、環(huán)境溫度或濕度高時、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時)。
3、顯示方法:無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示,F(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示器,可顯示累積流量、瞬時流量等參數(shù)。
4、渦街流量計信號輸出方式:脈沖信號輸出和4~20mA標準電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出,因為脈沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應(yīng),不需轉(zhuǎn)換,具有最高的累計精度;同時,在通常的傳輸距離內(nèi),脈沖信號傳輸效果較好。標準電流信號輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。
5、防爆型式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì),應(yīng)選用防爆型。
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