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煙道氣計(jì)量表

 廣泛適用于冶金、化工、輕工食品及污水處理等行業(yè)的液體、氣體、蒸氣的測量

◆就地顯示溫度、壓力、流量百分比、瞬時流量及累積流量，儀表參數(shù)現(xiàn)場設(shè)定，高度集成，可對被測介質(zhì)進(jìn)行溫壓補(bǔ)償

◆內(nèi)置式壓力、溫度、流量傳感器，安全性能高，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀

◆大屏幕LCD顯示溫度、壓力、瞬時流量、累積流量和電池容量，顯示清晰直觀，讀數(shù)方便

◆采用壓電晶體檢測元件，可靠性高，可在- 20*C至320*C溫度范圍內(nèi)工作

◆儀表幾乎不受流體密度、溫度、壓力、粘度成份等物理參數(shù)影響，流量與頻率信號成線性關(guān)系

◆既有數(shù)字脈沖信號輸出，也有4 ~ 20mA電流信號輸出。微功耗電壓設(shè)計(jì)內(nèi)置鋰電池和外接DC24V自由切換，電池壽命長達(dá)2年

◆管道式渦街流量計(jì)具有卡法蘭卡裝式、法蘭連接式兩種連接方式

◆插入式渦街流量計(jì)具有法蘭插入式、球閥式兩種連接方式

煙道氣計(jì)量表結(jié)構(gòu)：

1漩渦發(fā)生體
 
漩渦發(fā)生體是渦街流量計(jì)的核心部件。由相似定理證明得:在幾何相似的渦街體系中，只要保持流體動力學(xué)相似(即雷諾數(shù)相等)，則斯特拉哈爾數(shù)S，必然相等。漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸對渦街流計(jì)的性能有決定性的作用。其設(shè)計(jì)一方面與漩渦頻率的檢測手段有關(guān)，另一方面要使漩渦盡量沿柱體長度方向同時產(chǎn)生，且同時與柱體分離，這樣才便于得到穩(wěn)定的渦列，而且信噪比強(qiáng)，容易檢測。但是柱長有限，靠近管道軸線處流速高.靠近管壁處流速低，沿柱長方向各處的漩渦產(chǎn)生不容易同步，合理的幾何形狀有利于同步分離。表4一11列出了典型漩渦發(fā)生體的形狀和特點(diǎn)，由表可見，三角柱和梯形柱漩渦發(fā)生體的優(yōu)點(diǎn)很多，應(yīng)用較為廣泛。
 
漩渦頻率檢瀏器
 
伴隨漩渦的形成和分離，漩渦發(fā)生體周圍流體會同步發(fā)生流速、壓力變化和下游尾流周期振蕩，依據(jù)這些現(xiàn)象可以進(jìn)行漩渦分離頻率的檢測。流體漩渦頻率檢測的出發(fā)點(diǎn)是檢測器安裝方便、耐高溫高壓。由于發(fā)生體結(jié)構(gòu)的多樣化，相對應(yīng)地，漩渦頻率檢測的方法也多種多樣。概括起來可分為兩大類:
 
(l)受力檢測類。檢測由漩渦引起的作用在漩渦發(fā)生體_L的局部壓力變化，或受力頻率變化，一般可用應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁等檢測技術(shù)。
 
(2)流速檢測類。檢測由漩渦引起的在漩渦發(fā)生體附近的局部流速變化，一般可用熱敏、超聲、光電、光纖等檢測技術(shù)。
 
A受力檢測類
 
電磁檢測法
 
電磁檢測法如圖4一45所示，它是在漩渦發(fā)生體后設(shè)置一個信號電極，信號電極又處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，被測流體流經(jīng)發(fā)生體產(chǎn)生漩渦，振動的漩渦序列作用于信號電極，使其產(chǎn)生與漩渦相同頻率的振動。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動切割磁力線，在信號電極上會產(chǎn)生感應(yīng)電勢U，即
 
U=Bdv                                 (4一109)
 
 
 
式中d—信號電極的直徑，m。
 
感應(yīng)電勢的變化頻率等于漩渦頻率，因此可以通過檢測感應(yīng)電勢的頻率和大小來測量流量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:耐振性和抗干擾性好。由于是自發(fā)電式傳感器，可以制成微功耗流址計(jì)，這是近年來剛剛興起的渦街頻率檢測法。
 
b應(yīng)力檢測法
 
在漩渦發(fā)生體內(nèi)，或漩渦發(fā)生體外部埋置壓電晶體，利用壓電晶體對應(yīng)力的敏感特性，檢測所受到的交變應(yīng)力來反映漩渦分離頻率。壓電晶體所產(chǎn)生的交變電荷信號，經(jīng)電荷放大、濾波、整形后輸出與游渦頻率相應(yīng)的脈沖信號或電流信號。由于壓電傳感器具有響應(yīng)快、信號強(qiáng)、制造成本低、工作溫度范圍寬、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，使應(yīng)力式渦街流量傳感器在國內(nèi)外發(fā)展較快，已廣泛用于液體、氣體、蒸汽流量的測量。但它抗振性較差，選用時應(yīng)充分注意現(xiàn)場振動情況，采取可靠抗振措施。
 
圖4一46是漩渦發(fā)生體內(nèi)封裝壓電檢測元件的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力式渦街流量計(jì)的頻率檢測元件 —壓電元件封裝在發(fā)生體的零彎矩?cái)嗝鎯?nèi)(如圖4一47所示)，中性面的一側(cè)p.為壓應(yīng)力，另一側(cè)p:為拉應(yīng)力。兩部分的壓電電荷極性相反，通過差動方式輸人到電荷放大器，兩個信號疊加，放大器輸出與漩渦頻率成正比的信號。
 
應(yīng)力檢測法漩渦發(fā)生體多采用三角形、梯形，單片對分式壓電元件及應(yīng)力分布如圖4一47 所示。
 
圖4一44所示兩列平行的穩(wěn)定漩渦，每個漩渦都具有相同的環(huán)量廠。因上下兩列漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，設(shè)下側(cè)渦列的環(huán)量為+廠，上側(cè)的為一I’，沿封閉流動流線的環(huán)量不隨時間而改變，所以在發(fā)生體右下方產(chǎn)生一個漩渦后，必須在左下方產(chǎn)生一個相反的環(huán)量以使環(huán)量和為零。這個環(huán)量就是漩渦發(fā)生體周圍的環(huán)流。根據(jù)茹科夫斯基升力定理，由于這個環(huán)量的存在，會在這個發(fā)生體上產(chǎn)生一個升力，該升力垂直于軸線方向。由于漩渦在發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生，且旋轉(zhuǎn)方向相反，故作用在發(fā)生體上的升力亦是交替變化的。交替作用在發(fā)生體上的升力變化頻率等于漩渦的分離頻率，而升力變化頻率又與流體振動頻率相等。整個漩渦發(fā)生體所產(chǎn)生的橫向升力F為
 
 
式中CL—橫向升力系數(shù)，無量綱，大小與漩渦發(fā)生體的形狀有關(guān);
p—被測流體的密度.k歲m，;
 
b—漩渦發(fā)生體在流動方向上的投影寬度，m。
 
橫向升力F使漩渦發(fā)生體內(nèi)產(chǎn)生一個交變應(yīng)力8，由于壓電元件被直接封裝在發(fā)生體內(nèi)，與發(fā)生體形成一個整體，這個應(yīng)力也作用在壓電元件上。當(dāng)壓電元件確定后，其輸出信號只與應(yīng)力有關(guān)。依據(jù)壓電效應(yīng)，壓電元件上產(chǎn)生的電荷q為
 
 
綜上所述，在漩渦發(fā)生體的形狀、尺寸確定的情況下，信號電荷的強(qiáng)度與被測流體的流速平方和密度成正比。測員出電荷的強(qiáng)度就可以知道被測流量的大小。在流體密度小和流量較小時，信號強(qiáng)度較弱。應(yīng)力式渦街流量傳感器易受振動噪聲的影響，因而要采取抑制噪聲的方法。