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科普知識
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流量傳感器

渦街流量傳感器原理及特點

發布日期:2022-10-09 點擊率:64

    渦街流量傳感器是基于卡門渦街原理研制出來的,它不僅可以測量體積流量,還可以測量質量流量。自從它發明以來,其發展速度迅速加快,漸漸取代了一些傳統的流量傳感器,在未來的流量測量中將占主導地位,目前廣泛應用于蒸汽、壓縮空氣和液體流量的測量。
工作原理
    在一定的流動條件下,一部分流體動能轉化為流體振動,其振動頻率與流速(流量)有確定的比例關系。在流體中設置旋渦發生體(阻流體),從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街。卡曼渦街中一定的流量范圍內旋渦分離頻率正比于管道內的平均流速,然后通過檢測輸出的頻率就可以知道流量的大小。
設被測流體的平均速度為U,旋渦發生體迎面寬度為d,表體通徑為D,根據卡曼渦街原理,其輸出頻率f=SrU/md。其中Sr表示斯特勞哈爾數,它是表示旋渦頻率與阻流體特征尺寸,這是為了紀念斯特勞哈爾而命名的,他在1878年就指出流體振動頻率與流速有一定的關系。m表示旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比。
我們都知道提及流量計算公式為qv=πD2U/4
把U=fmd/Sr代入上式有qv=πD2mdf/4Sr
在通常使用的時候Sr可視為常數,由上式可以看出流量傳感器的輸出頻率只于旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。
特點:
1、渦街流量傳感器結構簡單,沒有可以運動部件,不會造成磨損,長期使用時,可靠性高。
2、內藏式傳感器在測量的時候可以不直接接觸被測介質,所以不會被腐蝕、污染,使用壽命長,性能穩定。
3、安裝簡單,維護方便。不需要另外增加導壓管和支架,不用考慮受它們的影響,既節省了費用又提高了性能。
4、測量范圍寬,目前最高可達20比1。
5、輸出的信號是頻率,它屬于一種脈沖信號,不存在零點漂移,精度高,數據可靠。
6、相對于差壓流量計來說,它的壓力損失小;相對于電磁流量傳感器來說,它不易受干擾。此外,它的運行費用也低,對節能降耗有很大幫助。

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