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涡街流量计的工作原理及应用特点

时间:2012-11-20      阅读:142

涡街流量计的工作原理及应用特点
        在特定的流动条件下,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,依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。目前流体振动流量计有三类:涡街流量计、旋进(旋涡进动)流量计和射流流量计。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。
        涡街流量计由传感器和转换器两部分组成,传感器包括旋涡发生体(阻流体)、检测元件、仪表表体等;转换器包括前置放大器、滤波整形电路、DAC、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通信及其他功能模块装在转换器内。
        涡街流量计适用的流体比较广泛,但不适用于低雷诺数(ReD≤2×104)流体。因为在低雷诺数时,斯特劳哈尔数随着雷诺数而变,仪表线性度变差。同时,含固体微粒的流体对旋涡发生体的冲刷会产生噪声,其含有的短纤维若缠绕在旋涡发生体上将改变仪表系数。
        涡街流量计的度对于液体大致在±0.5%R~±2%R之间,对于气体在±l%R~±2%R之间,重复性一般为 0.2%~0.5%。由于涡街流量计的仪表系数较低,频率分辨率低,口径愈大精度愈低,故仪表口径不宜过大(DN300以下)。范围度宽是涡街流量计的特点,但重要的一点是量程下限的流量数值。一般液体平均流速下限为0.5m/s,气体为4~5m/s。涡街流量计的正常流量在正常测量范围的1/2~2/3处。
        涡街流量计的zui大优点是仪表系数不受测量介质物性的影响,可以由一种典型介质推广到其他介质上。但由于液、气的流速范围差别很大,导致频率范围亦差别很大。处理涡街信号的放大器电路中,滤波器的通带不同,电路参数亦不同,因此,同一电路参数不能用于测量不同介质。
        另外,气体和液体的密度差别很大,而旋涡分离时产生的信号强度与密度成正比,因此信号强度差别亦很大。液、气放大器电路的增益、触发灵敏度 等皆不相同,压电电荷差别大,电荷放大器的参数也不相同。即使同为气体(或液体、蒸汽),随着介质压力、温度、密度不同,使用的流量范围不同,信号强度亦 不同,电路参数同样要改变。因此,一台涡街流量计不经硬件或软件修改,改变使用介质或改变仪表口径是不可行的。
涡街流量计具有以下一些特点:
1、输出为脉冲频率,其频率与被测流体的实际体积流量成正比,不受流体组分、密度、压力、温度的影响;
2、测量范围宽,一般范围度可达10:1以上;
3、度为中上水平;
4、无可动部件,可靠性高;
5、应用范围广泛,可适用液体、气体和蒸汽。
6、结构简单牢固,安装方便,维护费较低;(中科仪表)
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