渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成

日期：2021-11-10 點(diǎn)擊量：

目前工業(yè)生產(chǎn)中對精度高、安裝要求低、性能可靠、適用范圍廣的流量計(jì)的需求越來越多。為克服液體容積式流量計(jì)的缺陷,在卡門渦街原理和技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，研制基于渦街流量計(jì)傳感器的高精度液體旋渦流量計(jì)。
測量管表體與流體輸送管相連，流體流入測量管表體,通過旋渦發(fā)生體的流體分散6處沿偏角的葉片向前流動(dòng),并產(chǎn)生繞管道中心軸旋轉(zhuǎn)的脈動(dòng)旋渦流繼續(xù)流動(dòng),隨著縮口段的減小，脈動(dòng)旋渦流的流速越來越大，到達(dá)直管段時(shí)流速最大，并經(jīng)直管段的二次整流后脈動(dòng)流最強(qiáng)、最穩(wěn)定，且環(huán).繞管壁處的流速最大;此時(shí)插入安裝在直管段的旋渦檢測傳感器檢測到旋渦流的脈動(dòng)頻率，該脈動(dòng)頻率和流體流速成良好的線性關(guān)系，旋渦檢測傳感器輸出相應(yīng)頻率的電信號到信號處理與積算顯示儀后進(jìn)行信號處理并精確計(jì)算出流體流量;計(jì)量過的旋渦流經(jīng)消旋器消旋整流成無旋渦的流體流往下游管道。

1.旋渦發(fā)生體

本設(shè)計(jì)中的旋渦發(fā)生體的設(shè)計(jì)不同于三角柱或梯形柱田渦街旋渦發(fā)生體,它是在-一個(gè)小直徑圓柱體上圓周螺旋分布安裝6個(gè)直葉片,6個(gè)直葉片沿圓周均勻分布且與中心軸呈40°偏角。這種特殊結(jié)構(gòu)的旋渦發(fā)生體既是旋渦流的發(fā)生體，又具有流動(dòng)調(diào)整器的作用,因此經(jīng)過該旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的旋渦流場更穩(wěn)定、更強(qiáng)，旋渦流對安裝在后面的流量傳感器作用力也更大,有利于流量信號的檢測，也從根本上保證了流量計(jì)具有良好的重復(fù)性”;此特征也是作為高精度液體旋渦流量計(jì)的首要和必要條件;該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也使該流量計(jì)不僅對安裝工藝要求低，特別是對前后直管段長度的要求更低(前直管段3D~5D,后直管段1D~2D),而且可以抑制上游脈動(dòng)流、紊流0、管道振動(dòng)和流體氣穴的干擾,這是渦街流量計(jì)與其他速度式流量計(jì)所不具備的。另外,該部件整體采用不銹鋼材料，可耐高溫耐腐蝕。

2.測量管表體

測量管表體是具有特殊結(jié)構(gòu)和尺寸的三段式直通管，全部采用不銹鋼制成;表體內(nèi)通道形狀像經(jīng)典的文丘里管,但與其作用有本質(zhì)區(qū)別，此處結(jié)構(gòu)不同于文丘里管獲得上下游符合特定函數(shù)規(guī)律的壓差參數(shù)，而是獲得一個(gè)適度的壓差和流體的加速作用，起到對旋渦流體二次整流的作用，二次整流過的旋渦流脈動(dòng)更強(qiáng),旋渦傳感器就是檢測此時(shí)的旋渦流脈動(dòng)。另外，此三段式流體通道的壓損較小,對流量計(jì)的流量特性曲線有調(diào)整功能，在結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上優(yōu)化計(jì)算出一套尺寸參數(shù)，按此尺寸設(shè)計(jì)的流量計(jì)在較寬的流量范圍仍具有很高的線性度,這個(gè)特征是作為高精度流量計(jì)能保證高準(zhǔn)確度的關(guān)鍵;直管段部分的直徑比參數(shù)的設(shè)計(jì)值大于0.7,從而在滿足精度要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)流通截面最大化，從根本.上減小工作時(shí)的壓損，后期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證壓損僅為同口徑容積式流量計(jì)的20%~30%，節(jié)能效果明顯;該設(shè)計(jì)也保證了整個(gè)流體管道內(nèi)光滑流線無死角,不會造成堵塞及介質(zhì)留存等現(xiàn)象,可用于易結(jié)晶、含顆粒物、非潔凈液體或具有衛(wèi)生潔凈要求的液體計(jì)量。

3.旋渦檢測傳感器

渦街流量計(jì)傳感器采用高溫鈮酸鋰壓電晶體技術(shù)040、探頭內(nèi)腔無填充材料結(jié)構(gòu)、抽真空全氬弧焊接密封技術(shù)及剛性的金屬鎧裝導(dǎo)線等新材料和新工藝技術(shù)制成;探頭也采用不銹鋼材料制成。該傳感器具備通用性、耐高溫、抗振性強(qiáng)和信噪比高的特點(diǎn)，既可用于渦街流量計(jì)又可用于本流量計(jì)。旋渦檢測傳感器內(nèi)部封裝的壓電晶體為居里點(diǎn)溫度在1200℃的鈮酸鋰單晶體,從根本上保證了傳感器耐高溫400℃的性能;采用內(nèi)部無填充結(jié)構(gòu)、封裝工藝和剛性鎧裝導(dǎo)線結(jié)構(gòu)形式，保證了傳感器具有很高的信噪比和抗振性。該設(shè)計(jì)也是本課題的基礎(chǔ)所在，采用渦街流量傳感器配套方案使得該流量計(jì)保留了渦街流量計(jì)全部的優(yōu)點(diǎn)。

標(biāo)簽：渦街流量計(jì)、流量計(jì)、旋渦流量計(jì)、