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空气流量表的测量方法是基于流体力学中的卡门

作者:红旗仪表(江苏)有限公司 时间:2022-04-26

[文章前言]:空气流量表的工作原理。 空气流量表 的测量方法是基于流体力学中的卡门涡街原理。将涡轮发生器(如圆柱体、三角形柱体和其他非流线型对称物体)垂直插入管道中。当流体绕过涡
空气流量表的工作原理。
空气流量表的测量方法是基于流体力学中的卡门涡街原理。将涡轮发生器(如圆柱体、三角形柱体和其他非流线型对称物体)垂直插入管道中。当流体绕过涡轮发生器时,它会在左右两侧交替产生涡轮,形成涡轮列,左右涡轮的旋转方向相反。这种涡轮列被称为卡门涡街。
由于涡旋之间的相互影响,涡旋列一般不稳定,当两个涡旋列之间的距离h同列两个涡旋之间的距离L满足公式h/L=0.281时,非对称涡旋列可以保持稳定。此时,涡旋的频率f与流体的平均流速和涡旋发生器的宽度d有以下关系。
当流量计管道内径D和涡流发生体宽度D为确定值时,K值也随之确定。
涡流交错分离在柱两侧和柱后尾流中产生脉动压力。柱内(或后)的检测探头受到这种微小的脉动压力的影响,使埋在探头中的压电晶体元件受到交变应力,产生交变电荷信号。该信号通过放大器上的电荷变换、放大、滤波限制和触发整形手术后,输出频率与涡流分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号发送到当地显示器,传感器输出的每个脉冲代表一定体积的被测流体。一段时间内输出的总脉冲数将代表在此期间流过传感器的流体的总体积。
传感器输出的电压脉冲信号发送到集成的本地显示器。本地显示器采用微功耗CPU测量涡街传感器输出的频率信号,根据设定密度和涡街流量系数计算流量,现场液晶显示瞬时流量和累计流量。
涡街流量计利用卡门涡街原理,在流体中安放旋涡发生体,流体在旋涡发生体下游两侧交替地分离释放出两列有规律的交错排列的旋涡,在一定雷诺数范围内,该旋涡的频率与旋涡发生体的几何尺寸、管道的几何尺寸有关,旋涡的频率与流量成正比,该频率可由探头检出。计算公式如式(1)所示。
目前,我国应用于流体测量领域的流量计种类有很多,依据流量计测量原理的不同,可以将其分为:转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、差压流量计、质量流量计、涡街流量计、超声波流量计等。其中占市场主要份额的有电磁流量计、孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声波流量计等。
气体涡轮流量计的基本原理当沿着轴向流动的流体进入流量传感器入时,叶片强迫流体进行旋转运动,于是在旋涡蔓生体中心产生旋涡流。旋涡流在文丘利管中旋进,到达收缩段突然节流使旋涡流加速。当沿着轴向流动的流体进入流量传感器入时。当旋涡流进入扩散段后,因回流的作用强迫进行旋进式二次旋转。此时,旋涡流的旋转频率与介质流速成正比,并为线性。压电传感器检测的微弱电荷信号经前置放大器放大、滤波、整形后变成频率与流速成正比的脉冲信号,较后送积算仪进行计数处理。
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