涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。

1.涡街流量计的结构组成

 

涡街流量计由涡街流量传感器和转换电路组成。前者又分为漩涡发生体和漩涡频率检测器。涡街流最计的结构,因各种检测器和发生体组合方式不同而各具特色。

1、漩涡发生体

漩涡发生体是涡街流量计的核心部件。由相似定理证明得:在几何相似的涡街体系中,只要保持流体动力学相似(即雷诺数相等),则斯特拉哈尔数S,必然相等。漩涡发生体的形状和尺寸对涡街流最计的性能有决定性的作用。其设计一方面与漩涡频率的检测手段有关,另一方面要使漩涡尽量沿柱体长度方向同时产生,且同时与柱体分离,这样才便于得到稳定的涡列,而且信噪比强,容易检测。但是柱长有限,靠近管道轴线处流速高.靠近管壁处流速低,沿柱长方向各处的漩涡产生不容易同步,合理的几何形状有利于同步分离。表4一11列出了典型漩涡发生体的形状和特点,由表可见,三角柱和梯形柱漩涡发生体的优点很多,应用较为广泛。

2、漩涡频率检浏器

伴随漩涡的形成和分离,漩涡发生体周围流体会同步发生流速、压力变化和下游尾流周期振荡,依据这些现象可以进行漩涡分离频率的检测。流体漩涡频率检测的出发点是检测器安装方便、耐高温高压。

(图片来源于互联网)

 

2.涡街流量计的工作原理

 

在流体中插入一物体时,流体流动受到影响,在障碍物的两侧就会交替地分离释放出两串旋涡,在下游形成互相平行的两个旋涡流,称为卡门涡街。障碍物就是旋涡发生体,它可以是三棱柱体,或者圆柱体。

(图片来源于互联网)

 

3.涡街流量计的优缺点

 

涡街流量计优点

(1)涡街流量计无可动部件,测量元件结构简单,性能可靠,使用寿命长。

(2)涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1:10。

(3)涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。

(4)它造成的压力损失小。

(5)准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。

涡街流量计缺点

(1)涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的zui终测量结果应是质量流量,对于气体,最终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算,必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

(2)造成流量测量误差的因素主要有:管道流速不均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除,涡街流量计的总测量误差会很大。

(3)抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差,甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动,使测量精度降低。大管径影响更为明显。

(图片来源于互联网)