渦街流量計測量原理
人氣:171 時間:2019-06-02 來源:克威頓儀器儀表有限公司
智能渦街流量計的基本原理是卡門渦街原理,即“旋渦分離頻率與流速成正比”。
流量計流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同,如圖一所示,流通本體內(nèi)插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質(zhì)流動方向垂直,底面迎向流體。
當(dāng)被測介質(zhì)流過柱體時,在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實驗已證明,旋渦分離的頻
率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。
F=SrV/D
式中:f——柱體側(cè)旋渦分離的頻率(Hz)
V——柱側(cè)流速(m/s) d——柱體迎流面寬度(m);
Sr——斯特勞哈爾數(shù),是一個取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無關(guān)的常數(shù),Sr:0.17~0.18。
智能渦街流量計的設(shè)計柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值,因此,流經(jīng)管內(nèi)的平均流速V與柱側(cè)流速V有固定的比值:由于上式中,d和D都是已知的結(jié)構(gòu)尺寸,而Sr是常數(shù),因此測得旋渦分離頻率f,便測得了管內(nèi)平均流速,從而測得流量Q:
Q=3600F·V (m3/h)
式中:F——流量計流通本體的流通面積(m2)
V——流量計流通本體的平均流速(m/s)
旋渦交錯分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)部(或后面)的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號。檢測放大器將交變電荷信號進行變換、放大、濾波和信號整形處理后,輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流(或電壓)脈沖信號。流量計輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時間內(nèi)流過流量計的流體總體積。