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涡街流量计如何检测卡门旋涡
发布时间:2024-07-01

涡街流量计如何检测卡门旋涡

涡街流量计是一种常用的流量测量仪表,其测量原理基于卡门涡街原理。卡门涡街是指流体在流经钝体时,会在其后方交替产生两列非对称排列的旋涡,这种旋涡被称为卡门旋涡。涡街流量计通过检测卡门旋涡的频率来间接测量流体的流速和流量。

一、卡门旋涡的产生

当流体流经钝体时,由于流体具有粘性,钝体后方的流体无法立即补充到钝体的前方,因此会在钝体的后方形成低压区。低压区的形成会吸引周围流体向低压区流动,从而形成旋涡。

由于流体流动的惯性,旋涡不会立即消失,而是会在钝体的两侧交替产生并脱落,形成两列非对称排列的旋涡,即卡门涡街。卡门涡街的频率与流体的流速成正比,与钝体的特征尺寸成反比。

二、涡街流量计的结构

涡街流量计主要由以下几个部分组成:

旋涡发生体: 旋涡发生体是产生卡门旋涡的关键部件,通常为圆柱形、三角柱形或梯形柱形等形状。 检测元件: 检测元件用于检测卡门旋涡产生的信号,常见的有压电晶体、电容传感器、热敏电阻等。 信号转换电路: 信号转换电路将检测元件检测到的信号进行放大、滤波、整形等处理,转换成与流量成正比的脉冲信号或模拟信号。 显示仪表: 显示仪表用于显示流量、累计流量等参数。

三、涡街流量计检测卡门旋涡的原理

涡街流量计通过检测旋涡发生体后方产生的卡门旋涡频率来间接测量流体的流速和流量。卡门旋涡的频率与流体的流速成正比,因此可以通过测量卡门旋涡的频率来计算流体的流速。

检测元件是涡街流量计的关键部件,其作用是将卡门旋涡产生的信号转换成电信号。不同的检测元件具有不同的工作原理,以下介绍几种常见的检测元件:

压电晶体: 压电晶体是一种具有压电效应的材料,当受到压力变化时会产生电荷。卡门旋涡经过压电晶体时会引起压电晶体表面的压力变化,从而产生电信号。压电晶体具有灵敏度高、响应速度快等优点,但易受温度影响。 电容传感器: 电容传感器由两个极板和它们之间的介质构成。卡门旋涡经过电容传感器时会改变极板之间的距离或介电常数,从而改变电容大小。电容传感器具有结构简单、可靠性高等优点,但灵敏度较低。 热敏电阻: 热敏电阻是一种温度敏感元件,其阻值随温度的变化而变化。卡门旋涡经过热敏电阻时会带走热敏电阻的一部分热量,导致热敏电阻温度下降,阻值升高。热敏电阻具有成本低、抗干扰能力强等优点,但响应速度较慢。

四、涡街流量计的特点及应用

涡街流量计具有以下特点:

测量精度高: 涡街流量计的测量精度一般可达±1%以内。 量程比宽: 涡街流量计的量程比可达10:1以上。 压力损失小: 涡街流量计的压力损失仅为孔板流量计的1/4~1/5。 适用介质范围广: 涡街流量计可测量液体、气体和蒸汽等多种介质。 安装维护方便: 涡街流量计结构简单,安装维护方便。

涡街流量计*应用于以下领域:

石油化工行业: 测量原油、成品油、天然气等介质的流量。 冶金行业: 测量高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等介质的流量。 电力行业: 测量蒸汽、水、压缩空气等介质的流量。 食品饮料行业: 测量各种液体食品、饮料的流量。 环保行业: 测量废气、废水等介质的流量。

五、总结

涡街流量计是一种基于卡门涡街原理的流量测量仪表,具有测量精度高、量程比宽、压力损失小、适用介质范围广等优点,*应用于石油化工、冶金、电力、食品饮料、环保等行业。随着技术的不断发展,涡街流量计的性能将会不断提高,应用范围也将越来越*。

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