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旋进旋涡流量计与涡街流量计结构与原理比较

2019-09-25    

   流量计是测量流体流量的仪器,在石油、化工、电力、冶金、采矿、食品、轻工等很多工业生产过程中,都有对流体流速的测量,在应用*广泛的工业领域,流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类之一,在工业生产中至关重要。人们对流量计量测试技术的要求越来越高促使流量技术也在迅速发展着,各种适合于不同环境的流量计也应运而生。现在使用较为广泛的流量计有:差压式孔板流量计,转子流量计,涡街流量计,容积式流量计,电磁流量计,质量流量计,超声波流量计等等。我们今天主要介绍涡街与旋进漩涡流量计,虽然旋进流量计和涡街流量计都是基于流体力学而设计的流量计,但他们结构与原理是有区别的适应范围也是不同的。
2 涡街流量计的工作原理
涡街流量计是一种速度式流量仪表,它是以质量守恒为基础,利用流体自然震荡的原理制成的一种漩涡分离的流量计,它又称为漩涡流量计和卡门漩涡流量计。在流体中设置漩涡发生体即阻流体,从漩涡发生体两侧交替的产生有规则的漩涡,这种漩涡称为卡曼涡街,涡列的个数或者说频率和流速成正比。因而通过测量涡街频率就可知道流体的流速,从而计算出流体的流量。涡街流量计的漩涡发生体有很多种,大量使用的有圆柱,三角形,矩形等。圆柱形压力损失小但漩涡强度低,矩形漩涡强度大,但压力损失也大;三角形压力损失一般,但漩涡强度大,所以三角形发生体在实际中有着广泛地应用。涡街流量计检测方法有利用伴随漩涡分离的物理效应,可以采用热敏、力敏元件或通过光、声调制方法等来检测漩涡分离频率。至今用于检测分离频率的方法和采用的元件是多种多样的,归纳起来有以下几种方法:
(1)热敏元件检测方法,漩涡分离产生的交变环流所引起的整体表面速度脉动或者交变横向流的频率,用加热的金属丝、热敏电阻器进行检测;
(2)力敏元件检测方法,漩涡分离造成的交变差压、交变升力或者交变升力引起的机械振动,用差动电容、电阻应变片、压电晶体、压电陶瓷等检测;
(3)电磁传感器检测方法漩涡的分离所引起的膜片或者梭球等的往复振动的频率,用电磁传感器检测;
(4)声、光信号调制检测方法利用声束光束通过涡街时受到漩涡的调制,由接收声强光强或相位的脉动频率得到漩涡分离频率。
3 旋进流量计的工作原理
旋进流量计也称为旋进式涡街流量计,它是利用流体强迫震荡的原理,当流体进入测量管时通过螺旋导流架后,形成一股具有旋进中心的涡流,随着管径内腔的收缩,使涡流速度和涡流前进速度都加强,在此区域内的流体中心是艺术速度很高的漩涡流,沿着测量管的中心线运动,到热敏电阻时,由于测量管内腔突然扩大,流速急剧减少,一部分流体形成回流,于是流体不沿着测量管内腔中心线运动,而围绕中心线旋转,即所谓旋进,旋进频率与流速成正比,因而测得旋进频率即可测得流速。