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智能渦街流量計的工作原理
智能渦街流量計的工作原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,，這種旋渦稱為卡門渦街旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列,。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,，表體通徑為D,，即可得到以下關(guān)系式： f=SrU1/d=SrU/md （1） 式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,，m/s,； Sr--斯特勞哈爾數(shù)； m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比 管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr （2） K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 （3） 式中 K--流量計的儀表系數(shù),，脈沖數(shù)/m3（P/m3）,。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān),。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖,。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi),，Sr可視為常數(shù),，這是儀表正常工作范圍。
當(dāng)測量氣體流量時,，VSF的流量計算式為 ?。?） 圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線 式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC,，101.325kPa）和工況下的體積流量,，m3/h； Pn,，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力,，Pa； Tn,，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,，K； Zn,，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù),。 由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān),。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的,。 渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計,。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽,、空氣,、氣體、水,、液體的工況體積流量,，配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量,，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品,。
為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進型渦街流量傳感器,，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）,、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實際應(yīng)用中,，往往zui大流量遠低于儀表的上限值,，隨著負荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值,，儀表并非工作在它的*工作段,，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工,、安裝都不方便,。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流,、提高流速及改變流速分布多重作用,，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,，與渦街流量計作成一體,，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求,，安裝非常方便,。 為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗*,，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,，可就地顯示瞬時流量、累積流量等,。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量,。溫壓補償一體型帶有溫度,、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量,。
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