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涡街流量计工作原理
作者:dhyibiao 发布于:2014/12/26 17:50:38

 涡街流量计工作原理是卡门涡街原理,即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。涡街流量计流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产生旋涡,旋涡不断产生和分离,在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡,即“涡街”。理论分析和实验已证明,旋涡分离的频率与柱侧介质流速成正比。
f=Sr*v/d

式中:
    f── 柱体侧旋涡分离的频率(Hz);
    V── 柱侧流速(m/s);
    d── 柱体迎流面宽度(m);
    Sr──斯特劳哈尔数。是一个取决于柱体断面形状而与流体性质和流速大小基本无关的常数, Sr:0.17~0.18。

         涡街流量计工作原理的设计柱宽d与流通管直径D具有固定的比值,因此,流经管内的平均流速与柱侧流速V具有固定的比值:
/V=1-1.25d/D
于是:
         

         由于上式中,d和D都是已知的结构尺寸,而Sr是常数,因此测得旋涡分离频率f,便测得了管内平均流速,从而测得流量Q:
Q=3600F
*   (m³/h)
          式中:
         F── 涡街流量计流通本体的流通面积(m2);
       ── 涡街流量计流通本体的平均流速(m/s)。
         旋涡交错分离,在柱体两侧及柱体后面的尾流中产生脉动的压力,设在柱体内部(或后面)的检测探头受到这种微小的脉动压力的作用,使埋设在探头内的压电晶体元件受到交变应力而产生交变电荷信号。该信号经放大器上的电荷变换、放大、滤波限幅和触发整形处理后,输出频率与旋涡分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号再送到系数板上的倍率乘法器和变换系数乘法器,通过调整倍率J和变换系数KB,将与流量范围有关的涡街频率范围统一变换为0~1000Hz标准频率范围,即:
Bmax=J×KB×fmax=1000Hz
        式中:fBmax:标准上限频率(Hz);fmax:对应用户选定量程上限的涡街频率(Hz);J:倍乘数,分别为1或者10或者100;KB:变换系数。该标准频率送到放大板上的频率/电流转换器,转换成4~20mA,DC的模拟电流输出。
         只要确定了的流量范围,利用涡街流量计的仪表系数,可以求得fmax,就可算出变换系数KB和倍率系数J,使得涡街流量计输出电流与流量量程成线性关系。
 

 

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