壹(yi)、渦(wo)街流量計與(yu)孔板流量計目(mu)前的技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)
渦街(jie)流量主的基本結(jie)構(gou)由渦街(jie)發生體(ti)、檢測(測)元(yuan)件、信(xin)號(hao)處理(li)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)組成,目(mu)前對於(yu)渦街(jie)發生體(ti)的研(yan)究(jiu)已(yi)達到(dao)相當完(wan)善(shan)的程(cheng)度,以三角(jiao)型(xing)發(fa)生體(ti)為(wei)zui佳(jia)型(xing)體(ti),檢測(ce)元(yuan)件有(you)熱(re)敏(min)電(dian)阻(zu)、應(ying)變(bian)片(pian)、壓(ya)電(dian)晶(jing)體(ti)、差(cha)動(dong)電(dian)容、超聲(sheng)波等。信(xin)號(hao)處理(li)部(bu)分有(you)許多(duo)已(yi)微機(ji)化。目(mu)前,孔板流量計的技(ji)術(shu)發(fa)展水平(ping)仍以確定的經(jing)驗(yan)公式為(wei)基礎,1980年(nian)國(guo)際(ji)標準化(hua)組織(zhi)將(jiang)R541與(yu)R78兩(liang)個標準合(he)並成標準ISO5167(1980)
二(er)、工(gong)作原(yuan)理(li)
渦(wo)街(jie)流量計是(shi)應用(yong)流體(ti)振蕩(dang)原(yuan)理(li)來(lai)測(測)量(liang)流量的,流體(ti)在管(guan)道中(zhong)經過渦街(jie)流量變(bian)送(song)器時,在三角(jiao)柱的旋渦發生體(ti)後(hou)上(shang)下交替(ti)產生正比(bi)於(yu)流速的兩(liang)列旋渦,旋渦的釋(shi)放(fang)頻(pin)率與(yu)流過旋渦發生體(ti)的流體(ti)平(ping)均(jun)速度及(ji)旋渦發生體(ti)特征寬度有(you)關,可(ke)用(yong)下式表(biao)示
F=Stv/d
式中(zhong):偽(wei)旋渦的釋(shi)放(fang)頻(pin)率,Hz,v灼流過旋渴發(fa)生體(ti)的流體(ti)平(ping)均(jun)速度,m/s旋渦發生體(ti)特征寬度,m;S斯特(te)羅哈(ha)數,無量綱(gang),它的數(shu)值(zhi)範(fan)圍為(wei)0.14~0.27。S堤(di)雷諾數(shu)的函(han)數(shu),St=f(1/Re)。
當(dang)雷諾數(shu)Re在102~105範(fan)圍內(nei),S值約(yue)為(wei)0.2,因(yin)此(ci),在測(ce)量(liang)中(zhong),要盡量滿足(zu)流體(ti)的雷(lei)諾數(shu)在102~105,旋渦頻(pin)率f=0.2v/d。由此(ci)可(ke)知(zhi),通過測(ce)量(liang)旋渦頻(pin)率就可(ke)以計算出(chu)流過旋渦發生體(ti)的流體(ti)平(ping)均(jun)速度y再由式q=vA可(ke)以求(qiu)出(chu)流量q,其中(zhong)A為(wei)流體(ti)流過定渦(wo)發生體(ti)的截面(mian)積(ji)。
這(zhe)些交替(ti)變(bian)化(hua)的旋渴就(jiu)形(xing)成了壹(yi)系列交(jiao)替(ti)變(bian)化(hua)的負(fu)壓(ya)力,該壓力作用(yong)在檢(jian)測(ce)探頭上(shang),便產(chan)生壹(yi)系列交(jiao)變(bian)電(dian)信(xin)號(hao),經過前置(zhi)放大器轉換、整(zheng)形(xing)、放大(da)處理(li)後(hou),輸出(chu)與(yu)旋渦同(tong)步(bu)成正比(bi)的脈沖頻(pin)率信(xin)號(hao)或標準信(xin)號(hao)。
孔板流量計是(shi)充滿管(guan)道的流體(ti),當它(ta)們(men)流經管道(dao)內(nei)的節流裝置(zhi)時,流速將在節流裝置(zhi)的節流件處形(xing)成局部(bu)收(shou)縮,從(cong)而(er)使(shi)流速增加(jia),靜(jing)壓(ya)力低,於(yu)是(shi)在節流件前後(hou)便產(chan)生了壓(ya)力降,即(ji)壓差(cha)介(jie)質(zhi)流動(dong)的流量越大(da),在節流件前後(hou)產生的壓(ya)差(cha)就越大(da),所(suo)以孔板流量計可(ke)以通過測(ce)量(liang)壓差(cha)來衡(heng)量流體(ti)流量的大(da)小(xiao)。這(zhe)種測(ce)量(liang)方法(fa)是(shi)以能量守衡(heng)定律(lv)和流動(dong)連(lian)續性(xing)定律(lv)為(wei)基準的渦(wo)街(jie)流量計按(an)率檢(jian)出(chu)方式可(ke)分為(wei)應(ying)力式、應(ying)變(bian)式、電(dian)容式、熱(re)敏(min)式、振(zhen)動(dong)體(ti)式、光(guang)電(dian)式及(ji)超(chao)聲式等。街流量計是(shi)屬於(yu)zui年(nian)輕(qing)的壹(yi)類(lei)流量計,但其發展迅速,目(mu)前已(yi)成為(wei)通(tong)用(yong)的壹(yi)類(lei)流量計。
1、優點(dian)
(1)渦街(jie)流量計無可(ke)動(dong)部(bu)件,測(ce)量(liang)元(yuan)件結(jie)構(gou)簡單(dan),性(xing)能可(ke)靠(kao),使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)。
(2)渦(wo)街(jie)流量計測(ce)量(liang)範圍(wei)寬。量程(cheng)比(bi)壹(yi)般(ban)能達到1:10。
(3)渦街(jie)流量計的體(ti)積(ji)流量不受(shou)被(bei)測(ce)流體(ti)的溫(wen)度、壓力、密度或粘(zhan)度等熱(re)工(gong)參數的影(ying)響。壹(yi)般(ban)不需(xu)單(dan)獨(du)標定。它(ta)可(ke)以測(ce)量(liang)液體(ti)、氣(qi)體(ti)或蒸(zheng)汽(qi)的流量。
(4)它造成的壓(ya)力損失(shi)小(xiao)。
(5)準確(que)度較(jiao)高,重復(fu)性(xing)為(wei)0.5%,且(qie)維(wei)護量小。壹(yi)次元(yuan)件的流量特性(xing)對(dui)控(kong)制(zhi)系統(tong)產(chan)生的影(ying)響。由於(yu)渦街(jie)的輸出(chu)頻(pin)率與(yu)流量成線性(xing)關系,當它(ta)與(yu)調節閱(yue),調(tiao)節器級成壹(yi)個(ge)控制(zhi)系統(tong)時(shi),相(xiang)當(dang)於(yu)個時(shi)滯和(he)時間常數(shu)都(dou)小到(dao)可(ke)忽(hu)略的壹(yi)個(ge)滯後(hou)環節,可(ke)視為(wei)比(bi)例環(huan)節,廣(guang)義(yi)對(dui)象(xiang)的特(te)性(xing)*取(qu)決(jue)於(yu)回路(lu)中(zhong)其他環節,對(dui)控(kong)制(zhi)系統(tong)幾(ji)無影響。
2、缺點(dian)
(1)渦(wo)街流量計工作狀(zhuang)態下的體(ti)積(ji)流量不受(shou)被(bei)測(ce)流體(ti)溫度壓力、密度等熱(re)工(gong)參數的影(ying)響,但液(ye)體(ti)或蒸(zheng)汽(qi)的zui終(zhong)測(ce)量(liang)結果應(ying)是(shi)質(zhi)量流量,對於(yu)氣(qi)體(ti),zui終測(ce)量(liang)結果應(ying)是(shi)標準體(ti)積(ji)流量。質(zhi)量流量或標準體(ti)積(ji)流暈都必須(xu)通(tong)過流體(ti)密度進(jin)行(xing)換算(suan),必須(xu)考(kao)慮流體(ti)工況變(bian)化(hua)引起的流體(ti)密度變(bian)化(hua)。
(2)造成流量測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)的因(yin)素(su)主(zhu)要有(you):管道(dao)流速不均(jun)造成的測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha);不能準確(que)確(que)定流體(ti)工況變(bian)化(hua)時的介(jie)質(zhi)密度;將濕(shi)飽和(he)蒸(zheng)汽(qi)假(jia)設成幹飽和(he)蒸(zheng)汽(qi)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。這些誤(wu)差(cha)如果不(bu)加(jia)以限(xian)制(zhi)或消除(chu),渦(wo)街(jie)流量計的總測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)會很大(da)。
(3)抗(kang)振(zhen)性(xing)能差(cha)。外來振動(dong)會使(shi)渦街(jie)流量計產生測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)甚至不(bu)能正常工作(zuo)。通(tong)道(dao)流體(ti)高流速沖擊會使(shi)渦街(jie)發(fa)生體(ti)的懸臂產生附(fu)加(jia)振(zhen)動(dong),使(shi)測(ce)量(liang)精(jing)度降低(di)。大(da)管徑影(ying)響更為(wei)明(ming)顯(xian)。
(4)對(dui)測(ce)量(liang)臟汙(wu)介(jie)質(zhi)適(shi)應(ying)性(xing)差(cha)。渦街(jie)流量計的發(fa)生體(ti)極易(yi)被(bei)介(jie)質(zhi)臟汙(wu)或(huo)被(bei)汙(wu)物(wu)纏繞,改變(bian)幾(ji)何體(ti)尺(chi)寸(cun),對測(ce)量(liang)精(jing)度造成極大(da)影響。
(5直(zhi)管段要求(qiu)高。專家(jia)指出(chu),渦(wo)街(jie)流量計直(zhi)管段壹(yi)定要保證(zheng)前40D後(hou)20D,才能滿足測(ce)量(liang)要求(qiu)。
(6)耐溫性(xing)能差(cha)。渦街(jie)流量計壹(yi)般(ban)只能測(ce)量(liang)300C以下介(jie)質(zhi)的流體(ti)流量。
