一、測(cè)壓縮空氣流量計(jì)概述
渦街流量計(jì)是由設(shè)計(jì)在流場(chǎng)中的旋渦發(fā)生體、檢測(cè)探頭及相應(yīng)的電子線(xiàn)路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時(shí),它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱(chēng)為卡門(mén)渦街。斯特羅哈爾在卡門(mén)渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門(mén)渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關(guān)系式:
f=St×V/d
式中:
f 渦街發(fā)生頻率(Hz)
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s)
St 斯特哈羅爾系數(shù)(常數(shù))
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負(fù)壓力,該壓力作用在檢測(cè)探頭上,便形成了一系列的交變電信號(hào),經(jīng)前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(hào)(或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào))。
二、測(cè)壓縮空氣流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)
無(wú)可動(dòng)部件,長(zhǎng)期穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于安裝和維護(hù);
傳感器輸出為脈沖頻率,其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際流量呈線(xiàn)性,零點(diǎn)無(wú)漂移,性
十分穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)形式多樣,有管道式、插入式流量傳感器形式;
精度較高,通常液體的測(cè)量精度為±1.0%;氣體的測(cè)量精度為±1.5%;
測(cè)量量程范圍寬,在雷諾數(shù)為2×104 ~7×106范圍內(nèi),可達(dá)1:20;
壓損?。s為孔板流量計(jì)的1/4~1/2),屬于節(jié)能流量?jī)x表;
安裝方式靈活,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝管道不通,可水平,垂直和不同角度傾斜安裝;
采用消擾電路和抗震動(dòng)傳感頭,具有一定抗環(huán)境振動(dòng)性能;
采用超低功耗單片微機(jī)技術(shù),1節(jié)3V10AH鋰電池可使用5年以上;
由軟件對(duì)儀表系數(shù)非線(xiàn)性進(jìn)行修正,提高測(cè)量精度;
采用EPROM對(duì)累積流量進(jìn)行掉電保護(hù),保護(hù)時(shí)間大于10年;
測(cè)壓縮空氣流量計(jì)原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦,如圖1所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱(chēng)地排列。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式:
f=SrV1/d=SrV/md
式中 V1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數(shù);
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2V/4=πD2mdf/4Sr
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
式中 K--流量計(jì)的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無(wú)量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),
渦街流量計(jì)斯特羅哈數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系
在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),Sr可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí),VSF的流量計(jì)算式為
式中 qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa;
Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K;
Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見(jiàn),VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量,這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度,流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
測(cè)壓縮空氣流量計(jì)特點(diǎn)
◆測(cè)量介質(zhì): 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇DN15~300
◆流量測(cè)量范圍 正常測(cè)量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s; 液體0.5~7m/s
◆測(cè)量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí) 2.5級(jí)
◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆輸出信號(hào) 脈沖電壓輸出信號(hào) 高電平8~10V 低電平0.7~1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào) 4~20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級(jí) 本安型iaIIbT3-T6
◆防護(hù)等級(jí) IP65