渦街流量計結(jié)構(gòu)分類和原理說明（有圖）

本文來源：金湖聯(lián)儀自控設(shè)備有限公司發(fā)布時間2011-04-02 QQ：1310847944

渦街流量計結(jié)構(gòu)分類

目前在國內(nèi)銷售的渦街流量計按旋渦發(fā)生體與檢測體的位置結(jié)構(gòu)可分為一體式和分體式兩大類。

一體式結(jié)構(gòu)是指發(fā)生體和檢測體安裝在同一部件中，該部件既分離產(chǎn)生旋渦又檢測旋渦的脈沖數(shù)。發(fā)生體在儀表內(nèi)采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，可感受旋渦沖擊力。檢測體位于發(fā)生體內(nèi)，通過發(fā)生體的震蕩檢測旋渦脈沖數(shù)。其優(yōu)點是檢測體不與測量介質(zhì)接觸，可提高其壽命。缺點是懸臂梁結(jié)構(gòu)易被介質(zhì)中的臟污（如蒸汽中結(jié)垢、煤氣中的焦油等）堵死而失去震蕩能力，從而使檢測體無法檢測脈沖數(shù)而使儀表無法工作。另外，由于發(fā)生體的質(zhì)量較大，受重力影響大，所以抗振性能較差。目前橫河公司的渦街流量計屬于這種結(jié)構(gòu)。

分體式結(jié)構(gòu)的發(fā)生體和檢測體是分離安裝在儀表中的不同位置。這種結(jié)構(gòu)在儀表的抗振性能及耐臟污上有很大提高。缺點是檢測體與測量介質(zhì)直接接觸，一旦檢測體發(fā)生故障更換時需切斷流量，會給用戶帶來麻煩。由此而知分體式結(jié)構(gòu)儀表對檢測體的質(zhì)量要求是很高的。分體式結(jié)構(gòu)的渦街流量計按發(fā)生體和檢測體的位置不同又可分為分體內(nèi)置式（如E+H公司、羅斯蒙特公司產(chǎn)品）和分體外置式（ABB-菲雪波特公司、菲波公司）兩種結(jié)構(gòu)，內(nèi)置式儀表的檢測體與發(fā)生體安裝在同一中心點上，發(fā)生體兩側(cè)開孔取信號。外置式儀表的檢測體安裝于發(fā)生體后端，如圖（三）中的旋渦發(fā)生處。內(nèi)置式與外置式結(jié)構(gòu)并沒有本質(zhì)區(qū)別，但內(nèi)置式結(jié)構(gòu)由于開孔處也有被臟污堵塞的問題，故在現(xiàn)場使用中耐臟污的能力不如外置式理想。

渦街流量計原理

1、渦街流量計是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。在流動的流體中插入一個斷面為非流線型柱狀物體時，在柱體后部兩側(cè)會產(chǎn)生兩列交錯排列的旋渦，見圖(二)。

柱體后部兩側(cè)產(chǎn)生兩列交錯排列的漩渦

圖 (二)

旋渦分離的頻率與流速成正比，與柱體的寬度成反比，可以用下式表示：

f=St×V/d 公式(1)

式中：

f：旋渦分離頻率

S t：無量綱常數(shù)(斯特勞哈爾數(shù))

V：柱體側(cè)面的流速

d：柱體的迎流面寬度

由式(1)可見，通過測量旋渦的分離頻率便可測出流體流速和瞬時流量。斯特勞哈爾數(shù)St是可通過實驗確定的無量綱常數(shù)。斯特勞哈爾數(shù)St與雷諾數(shù)Re函數(shù)關(guān)系中的線性部分，目口是渦街流量計的線性測量范圍。檢測出頻率f即可求得管內(nèi)流體的流速，再由流速求出體積流量。一段時間內(nèi)輸出的脈；中數(shù)與流體的體積之比(流過單位體積流體對應(yīng)的脈沖數(shù))稱為儀表系數(shù)(K系數(shù))。

K=N/Q(1/m³) 公式(2)

式中：

K：儀表系數(shù)(脈沖/米³)

N：脈沖數(shù)

Q：流體體積(米³)

菲波公司的10VME／10VTE系列渦街流量計采用壓電晶體元件檢測旋渦分離頻率。旋渦在柱體后部兩側(cè)交替分離，產(chǎn)生壓力脈動，安裝在柱體后面尾流中的探頭感受到交變力(見圖二)；埋設(shè)在探頭體內(nèi)部的壓電晶體元件受到交變力的作用產(chǎn)生交變電荷；交變電荷信號經(jīng)檢測放大器處理后，以頻率信號輸出(傳感器)，或進(jìn)一步變換成與流量成比例的4-20mA直流標(biāo)準(zhǔn)信號輸出(變送器)。(見圖三)