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技術(shù)文章

日本oval渦流流量計(jì)原理

閱讀:1972          發(fā)布時(shí)間:2021-3-18

日本oval渦流流量計(jì)原理

1,什么是卡門渦旋?

1513年達(dá)·芬奇(Leonardo da Vinci)觀察到放置在河中支柱后方的漩渦現(xiàn)象。然后,在1911年,西奧多·馮·卡爾曼(Theodore von Kalman)首先從理論上闡明了在流體流中放置的物體下游形成交替規(guī)則的渦旋的方法。這條渦街以他的名字叫Karman渦流。
在自然界中,“ Karman渦流”引起“風(fēng)吹旗,國旗飄揚(yáng)”,“風(fēng)使電線咆哮”和“溪流搖桿上的水生植物”。

2,渦流流量計(jì)的結(jié)構(gòu)/原理

如上圖所示,渦街流量計(jì)由在管道中產(chǎn)生卡曼渦流的``渦流發(fā)生器(鈍體)'',檢測渦流的傳感器以及處理由傳感器檢測到的信號的轉(zhuǎn)換器(放大器)組成。傳感器.. 上述卡曼渦旋是在與流成直角放置的渦旋發(fā)生器的下游產(chǎn)生的。已知產(chǎn)生該卡曼渦旋的頻率與流動的流體的速度(流速)成正比,其關(guān)系式如下。
   
在此,f是渦流頻率,V是流體的平均流速,d是渦流發(fā)生器的寬度,St是一個(gè)稱為Strouhal數(shù)的常數(shù)。斯特勞哈爾數(shù)根據(jù)雷諾數(shù)(決定流動狀態(tài)的數(shù))而變化,但是在寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)幾乎恒定。因此,在Strouhal數(shù)恒定的范圍內(nèi),渦旋頻率與流速成正比,因此,通過檢測渦旋頻率,后將流速乘以流速,就可以知道管道中的流速。管道的橫截面積。可以計(jì)算出流量(體積流量)。

3,渦流檢測方法的類型

 

已經(jīng)開發(fā)出許多檢測渦旋的元件并投入實(shí)際使用,并且在利用其各自特性的領(lǐng)域中使用。下表顯示了主要的檢測元素和檢測原理。當(dāng)前,具有簡單結(jié)構(gòu),高度耐用且相對便宜的壓電元件類型是主流。

檢測元件

分類

渦流檢測過程

壓電元件

壓力變化

渦旋產(chǎn)生→

產(chǎn)生差壓→

力的變化→

壓電元件的應(yīng)力變化→

費(fèi)用變更

應(yīng)變片

應(yīng)變儀中出現(xiàn)的變形→

電阻變化

容量傳感器

膜片變化→

電容變化

穿梭
活塞

活塞的垂直運(yùn)動→

電壓產(chǎn)生

熱敏電阻

流速變化

流速變化→

熱敏電阻溫度變化→

電阻變化

超音波

聲波傳播速度變化→

頻率變化

4,渦流發(fā)生器的形狀

由于渦流發(fā)生器的形狀直接影響流量計(jì)的性能,因此各種形狀已投入實(shí)際使用。右側(cè)顯示了迄今為止已投入實(shí)際使用的渦流發(fā)生器形狀的示例。您會看到有許多具有尖銳邊緣的形狀,以便穩(wěn)定Karman渦旋的分離點(diǎn)。
我們將三角棱鏡(右圖的左上方)用于渦流發(fā)生器的形狀。之所以命名為“ Delta”,是因?yàn)樵撊抢忡R類似于希臘字母Delta(Δ)。
如今,大多數(shù)制造商都使用梯形或三角形渦流發(fā)生器。因此,流量計(jì)制造商,國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院和用戶共同致力于通過確定這種形狀來確定性能z佳的渦流發(fā)生器,并誕生了一個(gè)研究小組將其提供給*。由此發(fā)現(xiàn)的是標(biāo)準(zhǔn)渦旋發(fā)生器的形狀,其具有三角棱鏡(δ)的形狀。相反,可以說我們采用的形狀已被授權(quán)。

5,渦流流量計(jì)的特點(diǎn)(摘要)

渦流流量計(jì)的特點(diǎn)
 1。結(jié)構(gòu)簡單,沒有機(jī)械運(yùn)動部件
 。射程大
 3。適用于多種流體(液體,氣體,蒸氣)
 4。準(zhǔn)確度高
 5。壓力損失相對較小
 6。例如,檢測量是數(shù)字的(對分辨率沒有影響)

另外,在渦流流量計(jì)的測量原理中必須注意以下幾點(diǎn)。
 1. 1。受流速分布的影響(需要一些上游直管或整流器)
 2。如果有脈動,則渦旋會受到干擾,并且會發(fā)生測量錯(cuò)誤,或者會搜尋指令
 。除非存在一定的流量,否則不會發(fā)生渦旋(很難進(jìn)行小流量測量。死區(qū)問題)。
 

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