氧氣渦街流量計原理

在流體中設置三角柱型旋渦發(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--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量,，m3/h,；

Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力,，Pa,；

Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度,，K,；

Zn，Z--分別為標準狀態(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,。

氧氣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,。

在實際應用中，往往大流量遠低于儀表的上限值,，隨著負荷的變化,，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,。