西森自动化:FLVJ涡街流量计的工作原理与结构

   涡街流量计原理：在流体中设置旋涡发生体(阻流体)，从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均流速为U,旋涡发生体迎面宽度为d,表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式

U1---旋涡发生体两侧平均流速，m/s

Sr---斯特劳哈尔数

m---旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面积之比

管道内体积流量qv为

式中k-流量计的仪表系数，脉冲数/m³ (P/m³)。

K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数.它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，在Red=2x104~7x106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。

西森涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流童计在物料平衡及能谏计盆中需检侧质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

涡街流量计结构：

    西森涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。传感器包括旋涡发生休(阻流体)、检测元件、仪表表体等;转换器包括前置放大器、滤波整形电路D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。

(1)旋涡发生体

    旋涡发生体是检测器的主要部件，它与仪表的流量特性(仪表系数、线性度、范围度等)和阻力特性(压力损失)密切相关，对它的要求如下。

    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，有稳定的旋祸分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数;

    3)能产生强烈的祸街，信号的信噪比高;

    4)形状和结构简单，便于加工和几何参数标准化，以及各种检测元件的安装和组合;

    5)材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀。耐温度变化;

    6)固有频率在涡街信号的频带外。

    已经开发出形状繁多的旋涡发生体，它可分为单旋涡发生体和多旋涡发生体两类。单旋涡发生体的基本形有圆柱、矩形柱和三角柱。其他形状皆为这些基本形的变形。三角柱形旋涡发生体是应用最广泛的一种，如图9.5所示。图中D为仪表口径。为提高涡街强度和稳定性，可采用多旋涡发生体，不过它的应用并不普遍。

(2)检测元件

    流量计检测旋涡信号有5种方式。

    1)置在旋涡发生体内的检测元件直接检侧发生体两侧差压;

    2)涡发生体上开设导压孔.在导压孔中安装检测元件检测发生休两侧差压；

  3)检侧旋涡发生体周围交变环流；

  4)检侧旋涡发生体背面交变差压；

    5)检测尾流中旋涡列。

    根据这5种检测方式，采用不同的检侧技术光电、光纤等)可以构成不同类型的涡街流量计 (热敏、超声、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等)。

(3)转换器

   检测元件把涡街信号转换成电信号，该信号既微弱又含有不同成分的噪声，必须进行放大、滤波、整形等处理才能得出与流量成比例的脉冲信号。不同检测方式应配备不同特性的前置放大器。