智能涡街流量计工作原理和有哪些优点

2013-01-15 10:29:16来源: 21IC
智能涡街流量计工作原理:

智能涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的,流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用下式表示:

f=Stv/d

式中:f为旋涡的释放频率,Hz;v为流过旋涡发生体的流体平均速度,m/s;d为旋涡发生体特征宽度,m;St为斯特罗哈数,无量纲,它的数值范围为0.14-0.27。 St是雷诺数的函数,St=f(l/Re)。

当雷诺数Re在102~105范围内,St值约为0.2,因此,在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在102~105,旋涡频率f=0.2v/d。

由此可知,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v,再由式q=vA可以求出流量q,其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。

智能涡街流量计有哪些优点:

1。安装维修方便,不象普通差压式流量计那样,较长的引压管线,易漏、易堵、易冻结;
2。 输出与流量成正比的脉冲信号,然后用数字技术进行处理,可不损失精度;
3。不存在零点漂移问题;
4。合理确定口径,可得到较宽的测量范围度。
5。可以测量高温,高压液体和气体介质。
6。可以测量腐蚀介质。

目前市场上供应的涡街流量计,最小口径为DN15。最大口径,国产产品有DN600,但口径大了之后,分辨力较低,所以国外仪表公司一般只提供DN300 及以下的产品。 涡街流量计在使用上还有困难,安装流量计的管道或工业现场,难免有些振动,有些还较强烈,例如有些压缩机、鼓风机厂房内,不仅管道振得很厉害,甚至整个厂房连同厂房周围的道路都振得很厉害。

智能涡街流量计是一种流体振荡型仪表,其工作原理是流体流过旋涡发生体后,产生与流速成正比的旋涡,旋涡的个数被传感器检知,输出与旋涡个数相等的脉冲。当管道或环境有振动时,这种振动也同样作用在传感器上,产生相应的电信号,当这种电信号的幅值大到一定的程度而高于分辨阈值后,也就混在旋涡产生的电信号里,经放大、整形而送到输出端,使输出频率偏高,而若实际流量为零,则表现为“无中生有”。

涡街流量计的耐振性与其本身品质有关,按不同原理制造的涡街流量计,其耐振性也不同,一般说来,用电容式传感器制造出来的涡街流量计要比用压电传感器生产出来的仪表耐振性优越。不同品牌的涡街流量计,甚至同一个品牌但口径不同、型号不同的产品,其耐振性也不同。

智能涡街流量计的耐振性同其安装位置也有关系,尽管仪表说明书中说,涡街流量计既可垂直安装也可水平安装,但在实践中发现,水平安装(即发生体处于水平位置)的仪表,耐振性明显降低。

智能涡街流量计在被测流体流速很低和零流量时,耐振性较差。这是因为旋涡对传感器的推力,同管道中流体流速的平方成正比。被测流体流速很低和零流量时,旋涡对传感器的推力小,产生的信号幅值低,因此信噪比也小,振动产生的信号较显著。

智能涡街流量计的耐振性同其所测介质的密度还有关。因为管道振动时,传感器随管道一起振动,在被测介质为液体时,由于包围在传感器周围的介质是液体,密度大,对传感器本身有良好的阻尼作用,所以,传感器受振所产生的电信号幅值小,而如果包围在传感器周围的介质是气体,则因阻尼较差,振动所产生的电信号幅值大。

人们为了改善涡街流量计的耐振性进行了长期的研究,采取了一些措施,例如采用双传感器法,频谱信号处理(SSP)技术等,都收到了一定效果。但在振动较强烈的场所,涡街流量计应用还有困难。

智能涡街流量计用来测量气体和蒸汽流量时,最低可测流速要受到流体密度的制约。这是因为被测流体经旋涡发生体所产生的旋涡,作用在传感器探头上,相应产生个数相同的电脉冲,此电脉冲的幅值与旋涡对探头所产生的推力大小有关,推力越大,脉冲幅值也越大,而此推力与流速的平方成正比,又同流体的密度成正比。当密度小到一定程度,流速又较低时,推力太小,以致脉冲幅值相应太小,导致被噪声所淹没,最后,脉冲不能被可靠地检出。但是,如果流速较高,推力仍可增大到足够大,以致脉冲幅值增大到足够大,最后仍能被可靠地检出。

有些被测流体如氢气、半水煤气等,密度都较小,有些低静压低流速测量对象,如城市煤气,管道内流速较低,又不能用局部缩径的方法提高流速,在设计选型时需十分小心。当被测流体密度已知时,最小可测流量为多少,可以通过计算得到。有的制造商通过对自己的产品做试验,给出了不同口径产品的有用数据。(end)

关键字:涡街流量计  流体振荡  测量流量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0115/article_6672.html
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