涡街流量计详解课件.ppt

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1、涡街流量计一、流量测量1.1流量基本概念流量是流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。质量流量：是单位时间内通过的流体质量，用qm表示，单位为kg/s。重量流量：是单位时间内通过的流体重量，用qG表示，单位为kgf/s。体积流量：是单位时间内通过的流体体积，用qV表示，单位为m3/s瞬时流量:是指在单位时间内流过管道或明渠某一截面的流体的量。累积流量:是指在某一时间间隔内流体通过的总量。该总量可以用在该段时间间隔内的瞬时流量对时间的积分而得到，所以也叫积分流量。累积流量除以流体流过的时间间隔，即为平均流量。1.2流量测量方法：（1）速度式流量测量方法——直接测出管道内流体的流速，以此作

2、为流量测量的依据。（2）容积式流量测量方法——通过测量单位时间内经过流量仪表排出的流体的固定容积的数目来实现。（3）通过直接或间接的方法测量单位时间内流过管道截面的流体质量数。1.3流量计种类：（1）节流式流量计：孔板、文特里（2）容积式流量计：往复活塞、旋转活塞、圆板、刮板、齿轮、薄膜（3）面积流量计：浮子（4）叶轮流量计：水表、涡轮（5）电磁流量计（6）超声流量计（7）流体振动流量计：涡街、涡流、射流（8）其他：热线、皮托管、堰槽、LDV、标记1.4差压式流量计：主要利用管内流体通过节流装置时，其流量与节流装置前后的压差有一定的关系。属于这类流量计的有标准节流装置等。差压式流量计是由将被测

3、流体的流量转换成压差信号的节流装置、压力信号传输管道和用来测量差压的差压计组成。差压式流量计工作原理及流量基本公式1.5容积式流量计：主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累积的原理。属于这类流量计的有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计。椭圆齿轮流量计1.6面积流量计：浮子金属管浮子流量计玻璃转子流量计1.7叶轮流量计1.8电磁流量计1.9超声流量计2.1基本原理：流体流经阻挡体或者是特制的元件时，产生了流动振荡，通过测定其振荡频率来反映通过的流量。2.2特点：优点：无可动部件，寿命长；准确度高，线性范围宽；量程范围宽（100：1）；压力损失小；不受P、t、η、ρ等流体参数变化的影响；气、液均可以使

4、用，可用于大口径管道的气液测量。缺点：干扰引起的流量振荡时影响较大。涡街流量计外形图二、涡街流量计工作原理一、卡门涡街涡街流量计实现流量测量的理论基础是流体力学著名的卡门涡街流量原理。如图所示，在流体沿旋涡发生体流动的速度加快，从旋涡发生体两侧交替产生有规律的旋涡。流体流经柱体时，速度上升，压力下降（节流），在圆柱体后速度下降，压力上升。当ReD>60时，附面层分离，产生旋向相反，且交替出现的旋涡。且当涡街宽度h/相邻旋涡间距l=0.2806时，涡街达到稳定。数量关系：当ReD=200~50000时：涡列频率斯特罗哈数涡列发生体两侧流体的平均流速涡列发生体迎流面的最大宽度涡列发生体两侧的流通截

5、面积体积流量斯特罗哈数St主要与漩涡发生体的形状和雷诺数有关，形状确定后，在一定雷诺数范围内St为常数。2.4涡街流量计结构涡街流量计＝传感器＋转换器传感器旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体；转换器前置放大器、滤波整形电路、D／A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩2.4旋涡发生体与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关，要求如下：①能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离；②在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数；③能产生强烈的涡街，信号的信噪比高；④形状和结构简单，便于加工、安装和组合；⑤材质应满足流体性质的要求，耐

6、腐蚀，耐磨蚀，耐温变；⑥固有频率在涡街信号的频带外。旋涡发生体和检测方式一览表2.5检测方式与前置放大器检测方法热敏式超声式应变式应力式电容式光电式电磁式前置放大器恒流放大器选频放大器恒流放大器电荷放大器调谐-振动放大器光电放大器低频放大器2.6频率检测方法主要方法：压力脉动测量法、流速脉动测量法、频率直接检测法；热电阻法（P脉动）：把圆柱做成空心，中间放入一个加热的电阻丝，在隔板层开几个导压孔，当一侧产生涡列时，P变化（脉动），另一侧未变，所以流体经过导压孔突然流过电阻丝，使之冷却，温度降低，电阻减小，另一侧再产生涡列时，流体反而再次冷却，电阻减小，测出电阻下降的次数就可以推出f。热敏电阻法

7、（灵敏度高）：在三角柱体的迎流面上对称的嵌入两个热敏电阻，热敏电阻中通入恒定的电流，使之温度在流体静止的情况下比流体高出10℃左右。未起漩时，流体的温度相同，交替旋转时，发生漩涡的一侧，能量损失，因此流速降低，此侧对电阻的冷却作用下降，可以产生一个脉冲。电磁检测法：旋涡发生体后设置一个信号电极，并使电极处于一个磁感应强度为B的永久磁场中，流体旋涡的振动使电极同频率振动，切割磁力线产生感应电动势。特