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渦街流量計傳感器的內部結構圖
渦街流量計由傳感器和流量積算儀兩部分組成,如下圖所示。傳感器由旋渦發(fā)生體(阻 流體、檢測元件、殼體等部分組成。流量積算儀則包括信號處理電路(由前置放大器、濾波 整形電路組成)、微處理器、A/D 轉換電路、按鍵、電源、輸出接口電路、顯示、通訊電路等部分組成。
渦街流量計結構圖
渦街流量計的傳感器由旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、殼體等部分組成。
1.旋渦發(fā)生體
旋渦發(fā)生體與測量管道的軸線(xiàn)垂直,可通過(guò)焊接在殼體內或用密封件安裝在殼體內,其 功能就是產(chǎn)生卡門(mén)渦街。
旋渦發(fā)生體是流量計的主要部件,它的形狀、幾何參數與渦街流量計的流量特性(儀表 系數、線(xiàn)性度、范圍度、重復性等)和阻力特性密切相關(guān),具有以下特點(diǎn):
1、應有非流線(xiàn)型、對稱(chēng)的截面,流體通過(guò)時(shí)可產(chǎn)生均勻的旋渦,截面的邊緣鋒利能使得旋渦在發(fā)生體軸線(xiàn)方向上同步分離;在較寬的雷諾數范圍內,有穩定的旋渦分離點(diǎn),保持恒定 的斯特勞哈爾數;
2、可產(chǎn)生強烈的渦街,信號的信噪比高,便于信號的檢測;
3、形狀和結構簡(jiǎn)單,便于加工;
4、滿(mǎn)足不同介質(zhì)對發(fā)生體的要求,如高溫、低溫、耐腐蝕、耐磨蝕、耐臟污等。
旋渦發(fā)生體形狀各異,種類(lèi)繁多,據目前已開(kāi)發(fā)出的旋渦發(fā)生體可分為單旋渦發(fā)生體和 多旋渦發(fā)生體兩類(lèi),如下圖所示。
單旋渦發(fā)生體
單旋渦發(fā)生體 單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱、三角柱和T 型,其他形狀皆為這些基本形的變 形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應用*廣泛的一種,如下圖所示。各尺寸之間的比例關(guān)系大致如下:
d/D=0.2~0.3;c/D=0.1~0.2;b/d=1~1.5;θ=15
三角柱旋渦發(fā)生體
為提高渦街強度和穩定性,可采用多旋渦發(fā)生體,如下圖所示,不過(guò)它的應用并不普遍。
雙、多旋渦發(fā)生體
2.檢測元件
檢測元件安裝在殼體上,可采用熱敏、應變、磁電、電容、應力、光電、超聲等敏感元 件制作,用以檢測發(fā)生體產(chǎn)生的卡門(mén)渦街信號。其檢測方式有下面幾種形式:
1、用設置在旋渦發(fā)生體內的傳感器直接檢測發(fā)生體兩側壓力脈動(dòng),簡(jiǎn)稱(chēng)“體內法”;
2、旋渦發(fā)生體上開(kāi)設導壓孔,在導壓孔中安裝傳感器檢測發(fā)生體兩側差壓,簡(jiǎn)稱(chēng)“導壓法”;
3、檢測旋渦發(fā)生體周?chē)蛔儹h(huán)流,簡(jiǎn)稱(chēng)“交變環(huán)流法”;
4、檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓,簡(jiǎn)稱(chēng)“背面差壓法”;
5、檢測尾流中旋渦列,簡(jiǎn)稱(chēng)“尾流法”。
旋渦發(fā)生體、傳感器和檢測方式一覽表