传感器与检测技术（徐科军）7.5 涡街流量计.ppt

7.5 涡街流量计 流体振动流量测量: 在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系 涡街流量计 旋进（旋涡进动）流量计 射流流量计 流体振动流量计特点： 输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响； 测量范围宽，一般范围度可达10:1以上； 精确度为中上水平； 无可动部件，可靠性高； 结构简单牢固，安装方便，维护费较低； 应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。 涡街流量计 7.5.1 工作原理与结构 7.5.2 安装使用注意事项 7.5.1 工作原理与结构 1. 涡街流量计工作原理 2. 涡街流量计结构 1. 涡街流量计工作原理 卡曼涡街 旋涡的发生频率 式中，U1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）； Sr——斯特劳哈尔数； d ——旋涡发生体迎面宽度； m——旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。 管道内体积流量 流量计的仪表系数 （脉冲数/m3） 涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响 K与旋涡发生体、管道的几何尺寸、斯特劳哈尔数Sr有关， Sr 为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关 K在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线 2. 涡街流量计结构 涡街流量计＝传感器＋转换器 传感器 旋涡发生体（阻流体）、 检测元件、 仪表表体； 转换器 前置放大器、 滤波整形电路、 D／A转换电路、 输出接口电路、端子、支架和防护罩 涡街流量计 （1）旋涡发生体 与仪表的流量特性（仪表系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关 要求如下： ①能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离； ②在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数； ③能产生强烈的涡街，信号的信噪比高； ④形状和结构简单，便于加工、安装和组合； ⑤材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温变； ⑥固有频率在涡街信号的频带外。 旋涡发生体 三角柱旋涡发生体 旋涡发生体 （2）检测元件 检测旋涡信号方式: ①用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生体两侧差压； ②旋涡发生体上开设导压孔，在导压孔中安装检测元件检测发生体两侧差压； ③检测旋涡发生体周围交变环流； ④检测旋涡发生体背面交变差压； ⑤检测尾流中旋涡列。 表7.5.1 旋涡发生体和检测方式一览表 （3）转换器 表7.5.2 检测方式与前置放大器 检测方法 热敏式 超声式 应变式 应力式 电容式 光电式 电磁式 前置放大器 恒流放大器 选频放大器 恒流放大器 电荷放大器 调谐-振动 放大器 光电放大器 低频放大器 转换器原理框图 （4）仪表表体 涡街流量计 7.5.1 工作原理与结构 7.5.2 安装使用注意事项 7.5.2 安装使用注意事项 1. 安装注意事项 2. 使用注意事项 1. 安装注意事项 涡街流量计对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉动等敏感，对现场管道安装条件应充分重视，遵照生产厂使用说明书的要求执行。 涡街流量计可安装在室内或室外。 如果安装在地井里，有水淹的可能，要选用涎水型传感器。 传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，但测量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰，安装位置要注意 混相流体的安装 涡街流量计对上、下游直管段长度的要求 2. 使用注意事项 （1）现场安装完毕通电和通流前的检查 ①主管和旁通管上各法兰、阀门、测压、测温 孔及接头应无渗漏现象； ②管道振动情况是否符合说明书规定； ③传感器安装是否正确，各部分电气连接是否 良好。 （2）接通电源静态调试 在通电不通流时转换器应无输出，瞬时流量指示为零，累积流量无变化，否则首先检查是否因信号线屏蔽或接地不良，或管道震动强烈而引入干扰信号。如确认不是上述原因时，可调整转换器内电位器，降低放大器增益或提高整形电路触发电平，直至输出为零。 （3）通流动态调试 关旁通阀，打开上下游阀门，流动稳定后转换器输出连续的脉宽均匀的脉冲，流量指示稳定无跳变，调阀门开度，输出随之改变。否则应细致检查并调整电位器直至仪表输出既无误触发又无漏脉冲为止。 End the 7.5 * * * *