智能渦街流量計，工作原理是什么？
發(fā)布時間：2021-02-19 09:43:42
目前市場上供應的渦街流量計，最小口徑為DN15.最大口徑，國產(chǎn)產(chǎn)品有DN600.但口徑大了之后，分辨力較低，所以國外儀表公司一般只提供DN300 及以下的產(chǎn)品。 渦街流量計在使用上還有困難，安裝流量計的管道或工業(yè)現(xiàn)場，難免有些振動，有些還較強烈，例如有些壓縮機、鼓風機廠房內(nèi)，不僅管道振得很厲害，甚至整個廠房連同廠房周圍的道路都振得很厲害。
智能渦街流量計是一種流體振蕩型儀表，其工作原理是流體流過旋渦發(fā)生體后，產(chǎn)生與流速成正比的旋渦，旋渦的個數(shù)被傳感器檢知，輸出與旋渦個數(shù)相等的脈沖。當管道或環(huán)境有振動時，這種振動也同樣作用在傳感器上，產(chǎn)生相應的電信號，當這種電信號的幅值大到一定的程度而高于分辨閾值后，也就混在旋渦產(chǎn)生的電信號里，經(jīng)放大、整形而送到輸出端，使輸出頻率偏高，而若實際流量為零，則表現(xiàn)為“無中生有”。
智能渦街流量計工作原理：
智能渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關，可用下式表示：
f=Stv/d
式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m;St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14-0.27. St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f(l/Re)。
當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2.因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105.旋渦頻率f=0.2v/d。
由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。
渦街流量計的耐振性與其本身品質(zhì)有關，按不同原理制造的渦街流量計，其耐振性也不同，一般說來，用電容式傳感器制造出來的渦街流量計要比用壓電傳感器生產(chǎn)出來的儀表耐振性優(yōu)越。不同品牌的渦街流量計，甚至同一個品牌但口徑不同、型號不同的產(chǎn)品，其耐振性也不同。
智能渦街流量計的耐振性同其安裝位置也有關系，盡管儀表說明書中說，渦街流量計既可垂直安裝也可水平安裝，但在實踐中發(fā)現(xiàn)，水平安裝(即發(fā)生體處于水平位置)的儀表，耐振性明顯降低。
智能渦街流量計在被測流體流速很低和零流量時，耐振性較差。這是因為旋渦對傳感器的推力，同管道中流體流速的平方成正比。被測流體流速很低和零流量時，旋渦對傳感器的推力小，產(chǎn)生的信號幅值低，因此信噪比也小，振動產(chǎn)生的信號較顯著。
智能渦街流量計的耐振性同其所測介質(zhì)的密度還有關。因為管道振動時，傳感器隨管道一起振動，在被測介質(zhì)為液體時，由于包圍在傳感器周圍的介質(zhì)是液體，密度大，對傳感器本身有良好的阻尼作用，所以，傳感器受振所產(chǎn)生的電信號幅值小，而如果包圍在傳感器周圍的介質(zhì)是氣體，則因阻尼較差，振動所產(chǎn)生的電信號幅值大。
人們?yōu)榱烁纳茰u街流量計的耐振性進行了長期的研究，采取了一些措施，例如采用雙傳感器法，頻譜信號處理(SSP)技術(shù)等，都收到了一定效果。但在振動較強烈的場所，渦街流量計應用還有困難。
智能渦街流量計用來測量氣體和蒸汽流量時，最低可測流速要受到流體密度的制約。這是因為被測流體經(jīng)旋渦發(fā)生體所產(chǎn)生的旋渦，作用在傳感器探頭上，相應產(chǎn)生個數(shù)相同的電脈沖，此電脈沖的幅值與旋渦對探頭所產(chǎn)生的推力大小有關，推力越大，脈沖幅值也越大，而此推力與流速的平方成正比，又同流體的密度成正比。當密度小到一定程度，流速又較低時，推力太小，以致脈沖幅值相應太小，導致被噪聲所淹沒，最后，脈沖不能被可靠地檢出。但是，如果流速較高，推力仍可增大到足夠大，以致脈沖幅值增大到足夠大，最后仍能被可靠地檢出。
有些被測流體如氫氣、半水煤氣等，密度都較小，有些低靜壓低流速測量對象，如城市煤氣，管道內(nèi)流速較低，又不能用局部縮徑的方法提高流速，在設計選型時需十分小心。當被測流體密度已知時，最小可測流量為多少，可以通過計算得到。有的制造商通過對自己的產(chǎn)品做試驗，給出了不同口徑產(chǎn)品的有用數(shù)據(jù)。
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