渦街流量計原理

時間：2020/4/30 15:26:36 點擊次數(shù)：1072

測量原理

渦街流量計是利用卡門渦街原理進行流量測量的。在測量管中垂直插入一個柱狀物時,流體通過柱狀物兩側(cè)就自然交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦（如下圖所示）,這種旋渦列被稱為卡門渦街. 在d/D=0.281時，釋放的旋渦zui穩(wěn)定。（D為管道直徑。）卡門渦街的釋放頻率與流體的流動速度及柱狀物的寬度有關.可用下式表示:

f=St·v/d
式中 f-卡門渦街的釋放頻率;
St-系數(shù)（稱為斯特羅哈數(shù)）:
v-流速;
d-柱狀物寬度.

斯特羅哈數(shù)是渦街流量計的重要系數(shù)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，斯特羅哈數(shù)接近常數(shù)。如下圖所示，在曲線的St=0.17平直部分，旋渦釋放頻率與流速成正比，檢出頻率f就可求得流速v，由v求出體積流量。

FFM63系列渦街流量計是一種應力式渦街流量計，其傳感器的旋渦釋放頻率是通過檢測傳感器（探頭）內(nèi)部的壓電元件來檢出的。

轉(zhuǎn)換器電路構(gòu)成

轉(zhuǎn)換器是將檢測元件檢測的微弱電信號（雜亂的正旋波）進行放大、濾波、整形等處理，輸出與流量成比例的脈沖信號或者轉(zhuǎn)換成標準4～20mA信號。FFM63系列渦街流量計的轉(zhuǎn)換器電路示意圖如下圖所示：

·電荷轉(zhuǎn)換器：將壓電元件輸出的交變電荷經(jīng)電荷轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成與電荷量成比例的電壓。
·交流放大器、低通濾波器：進行信號放大及噪聲消除。
·從電荷轉(zhuǎn)換器輸出的波形：在低流速時，是管道振動等高頻噪聲形成的迭加波形；在高流速時，是由于差拍信號形成的包含低頻擺動的波形。低流速時（輸出電壓?。┑母哳l噪聲由于低通特性而被消除，在高流速的噪聲（輸出電壓大）隨著低通特性解除后具有的限幅特性而被抑制。
·史密特整形器：把旋渦頻率的檢測電壓轉(zhuǎn)換成一定幅度的脈沖信號。另外，史密特整形器電路對輸入，輸出信號具有滯后作用，能夠抑制由噪聲產(chǎn)生的振蕩。
·F/V轉(zhuǎn)換器：把史密特整形器輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)換成和頻率成比例的摸擬電壓。
·V/I轉(zhuǎn)換器：把V/I轉(zhuǎn)換器的模擬輸出電壓轉(zhuǎn)換成4～20mADC的電流信號。
·脈沖輸出放大器：把史密特整形電路輸出的脈沖頻率放大

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