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渦街流量計原理

一、 概述

　　渦街流量傳感器是上普遍采用的流量計量儀表，由于這種儀表具備一些其它的流量計*的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于熱電、石油、化工、冶金等工業(yè)部門，也被應(yīng)用于市政工程和環(huán)保行業(yè)，實(shí)施對液體（如：水、油、石油、酒精等化工液體）、氣體（如：空氣、氧氣、氮?dú)?、天然氣、煤氣等）和蒸汽（飽和蒸汽、過熱蒸汽）的流量計量及檢測和控制。渦街流量傳感器與流量顯示儀、壓力變送器、溫度變送器等配套合成為流量計。

渦街流量計原理

　　在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)聲體（阻流體），則從旋渦發(fā)聲體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖（一）所示。

　　旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f ，被測介質(zhì)來流的平均速度為v ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d ，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：

　　f=S t V/d　　　　　公式（1）

　　式中：

　　f―發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

　　St―斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

　　V―流體的平均流速

　　d―旋渦發(fā)生體的寬度

　　由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中，斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

在曲線表示中St=0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比，即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速v求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）

K=N / Q(1/ m3)。

式中：K=儀表常數(shù)(1/ m3)

N=脈沖個數(shù)Q=體積流量( m3)

三、 技術(shù)特點(diǎn)

 （1）結(jié)構(gòu)簡單、牢固、無傳動件，壽命長。

 （2）安裝、維護(hù)簡單，工作量小，費(fèi)用低。

（3）量程比大（1:10~1:30），準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好，長期工作穩(wěn)定性好。

 （4）壓力損失小，節(jié)能。

 （5）輸出頻率信號不受流體溫度、壓力、黏度、密度等參數(shù)影響。

 （6）大管徑采用插入式渦街，價格低，重量輕，安裝檢修方便。

四、 主要技術(shù)指標(biāo)

 （1）精度等級：1.0、1.5（插入式2.5級）

 （2）公稱壓力：2.5Mpa（若>2.5 Mpa協(xié)議訂貨）

（3）被測介質(zhì)溫度:-40~150℃; -40~250℃; 0~300℃; -200~400℃

（4）壓力損失：阻力系數(shù)Cd≤2.4

（5）供電電源：12—24VDC

（6）防護(hù)等級：IP65

（7）輸出信號：方波：高電平≥6V，低電平＜1V；標(biāo)準(zhǔn)電流4~20mA

（8）環(huán)境條件：溫度-40~55℃，相對濕度5%~90%，大氣壓力86~106kPa

（9）適用介質(zhì)：氣體，液體，蒸汽