涡街孔板流量计工作原理

涡街孔板流量计是一种广泛应用于工业管道中流体流量测量的仪表。它具有结构简单、安装方便、测量精度高等优点,被广泛应用于石油、化工、电力、医药、食品等行业。本文将详细介绍涡街孔板流量计的工作原理。

一、涡街孔板流量计的结构

涡街孔板流量计主要由涡街发生器、涡街检测器、信号处理器和显示仪表等部分组成。

  1. 涡街发生器:它是涡街孔板流量计的核心部件,主要由孔板和上游导流室组成。孔板是具有一定孔径的平板,其两侧与管道内壁垂直。当流体通过孔板时,由于孔板两侧的压力差,流体在孔板后形成旋涡。这些旋涡在孔板下游形成一系列稳定的、有规律的涡街。

  2. 涡街检测器:涡街检测器是用于检测涡街发生器产生的涡街信号的传感器。常用的涡街检测器有热线式、热膜式、电容式、电感式等。检测器将涡街信号转换为电信号,以便后续处理。

  3. 信号处理器:信号处理器用于对涡街检测器输出的电信号进行处理,包括滤波、放大、整形等。处理后的信号送入显示仪表。

  4. 显示仪表:显示仪表用于显示和记录流量计的测量结果。现代涡街孔板流量计通常采用数字显示,可以实时显示流量、流速、累积流量等参数。

二、涡街孔板流量计的工作原理

涡街孔板流量计的工作原理基于斯特劳哈数(St)和流量之间的关系。斯特劳哈数是描述旋涡脱体频率与管道直径之间关系的无量纲数,其计算公式如下:

St = f * D / U

式中,f为旋涡脱体频率,D为管道直径,U为流体流速。

  1. 涡街发生器产生涡街:当流体通过孔板时,由于孔板两侧的压力差,流体在孔板后形成旋涡。这些旋涡在孔板下游形成一系列稳定的、有规律的涡街。

  2. 涡街检测器检测涡街信号:涡街检测器将涡街信号转换为电信号,信号频率与旋涡脱体频率成正比。

  3. 信号处理器处理涡街信号:信号处理器对涡街信号进行处理,包括滤波、放大、整形等。

  4. 计算流量:根据斯特劳哈数与流量的关系,通过测量旋涡脱体频率和管道直径,可以计算出流体的流速。然后,根据流速和管道截面积,计算出流体的流量。

三、涡街孔板流量计的特点

  1. 测量精度高:涡街孔板流量计的测量精度可达±1%,适用于各种工业管道中流量的测量。

  2. 结构简单:涡街孔板流量计的结构简单,安装方便,维护成本低。

  3. 适用范围广:涡街孔板流量计适用于各种流体,如气体、液体和蒸汽等。

  4. 抗干扰能力强:涡街孔板流量计具有较好的抗干扰能力,适用于恶劣环境下的流量测量。

  5. 适应性强:涡街孔板流量计可适用于不同温度、压力和粘度的流体。

总之,涡街孔板流量计是一种性能优良的流量测量仪表,具有广泛的应用前景。随着科技的不断发展,涡街孔板流量计的性能将得到进一步提升,为我国工业生产提供更加精确的流量测量数据。

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