一、工作原理及流量與頻率關(guān)系式
1、工作原理
在測(cè)量管中垂直一個(gè)柱狀物時(shí),流體通過(guò)柱狀物兩側(cè)就交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦(如下
圖所示),這種旋渦列被稱(chēng)為卡門(mén)渦街。卡門(mén)渦街的釋放頻率與流動(dòng)速度及柱狀物的寬狀有關(guān)??捎孟率奖硎荆?br/>f = St ? v/d…………………………… (公式1)
式中: f ——卡門(mén)渦街的釋放頻率
St ——系數(shù)(稱(chēng)為斯特羅哈數(shù))
v ——流速
d ——柱狀物的寬度
2、流量與頻率關(guān)系式
卡門(mén)渦街釋放頻率f和流速v成正比,因此通過(guò)測(cè)量卡門(mén)渦街釋放頻率就可算出瞬時(shí)流量。
斯特羅哈數(shù)是渦街流量計(jì)的重要系數(shù)。在曲線(xiàn)的S t≈0.17的平直部分,旋渦的釋放頻率與流
速成正比,所以檢出頻率f就可求得流速v,由v求出體積流量。即:
L U G B系列渦街流量傳感器的旋渦釋放頻率是由旋渦交替地作用于檢測(cè)傳感器(探頭)上的
應(yīng)力通過(guò)在它內(nèi)部的壓電元件來(lái)檢出的。
二、主要技術(shù)性能參數(shù)
表一 主要技術(shù)性能參數(shù)
測(cè)量介質(zhì) | 飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、液體、氣體 |
等級(jí) | ±1.0%,±1.5% |
測(cè)量重復(fù)性 | 0.3%, 0.5% |
工作壓力 | 1.6MPa、2.5Mpa、4.0 Mpa(定制) |
流體溫度 | (-40℃~150℃),(-40℃~250℃),(-40℃~350℃) |
輸出信號(hào) | 三線(xiàn)制電壓脈沖或二線(xiàn)制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流 |
工作電源 | DC12V,DC24V,鋰電池3.6V |
工作環(huán)境 | 溫度:(-25℃~55℃),濕度:<95% |
安裝方式 | 水平、垂直、傾斜、倒裝(適合于高溫蒸汽) |
連接方式 | 法蘭卡裝 |
流速范圍 | 液體0.5-5m/s,氣體(蒸汽)5-50m/s |
三、如何正確選型
儀表的選型是儀表應(yīng)用中重要的工作,要獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,選型時(shí)應(yīng)注意如下,介質(zhì)溫
度,壓力、流量范圍及安裝環(huán)境,其中流量范圍的選擇尤為重要,流量太小儀表檢測(cè)不出信號(hào),流量過(guò)
大,容易產(chǎn)生噪聲。
1、傳感器的規(guī)格型號(hào)應(yīng)根據(jù)被測(cè)液體介質(zhì)工作狀態(tài)下的體積流量、壓力、溫度、密度和粘度以及配
套顯示儀表來(lái)選擇。選用的傳感器的流量范圍應(yīng)覆蓋被測(cè)介質(zhì)工作狀態(tài)下的體積流量。
2、傳感器所測(cè)量的流量,是指工作狀態(tài)下的體積流量。當(dāng)提供被測(cè)介質(zhì)工作狀態(tài)下的質(zhì)量流量或標(biāo)
準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量時(shí),須換算成工作狀態(tài)下的體積流量。同樣,提供標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度時(shí),也須
換算成工作狀態(tài)下的密度。
3、傳感器的通徑選擇
★按照流體管道選擇
根據(jù)管道內(nèi)徑選擇相應(yīng)通徑的傳感器。如果被測(cè)介質(zhì)的流量范圍在第4條確定的流量范圍內(nèi),則選擇
的傳感器是合適的。
★按照被測(cè)介質(zhì)的流量范圍選擇
根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的流量,選擇表四中相應(yīng)介質(zhì)的流量上限值對(duì)應(yīng)通徑的傳感器,然后按照第4條提
供的方法確定小流量。如果合被測(cè)介質(zhì)的流量范圍,則選擇的傳感器是合適的。
如果不合上述要求,應(yīng)重選其他通徑的傳感器,使其滿(mǎn)足被測(cè)介質(zhì)的流量范圍。當(dāng)兩種通徑的傳
感器都可以選用時(shí),應(yīng)選用通徑小的傳感器。
4、確定被測(cè)介質(zhì)的流量范圍
★流量可采用表四中的流量上限值;
★小流量一般確定方法如下:
1) 根據(jù)被測(cè)介質(zhì)工作狀態(tài)下的密度ρ計(jì)算小流量:
式中:Q0—表四中給出的流量下限值(m3/h)
ρ0—參比密度,液體ρ0=1000Kg/m3
氣體ρ0=1.293Kg/m3
ρ—被測(cè)介質(zhì)工作狀態(tài)下的密度(Kg/m3)
2)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)工作狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)粘度γ計(jì)算小流量:
QVγmin = 30Dγ(m3/h) …………………………………公式(4)
式中:D — 傳感器的內(nèi)徑(m);
γ—工作狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)粘度(cst)
3) 比較QVρmin和QVγmin大小,取大值為小流量。
表二飽和水蒸汽密度表(以壓力為準(zhǔn)-壓力為壓力)
壓力 3 kg/cm | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 |
溫度℃ | 99.1 | 119.6 | 132.9 | 142.9 | 151.1 | 158.1 | 164.2 | 169.6 | 174.5 | 179.0 |
密度 3 kg/m | 0.579 | 1.107 | 1.618 | 2.120 | 2.614 | 3.104 | 3.591 | 4.075 | 4.556 | 5.037 |
壓力 3 kg/cm | 11.0 | 12.0 | 13.0 | 14.0 | 15.0 | 16.0 | 17.0 | 18.0 | 19.0 | 20.0 |
溫度℃ | 183.2 | 187.1 | 190.7 | 194.1 | 197.4 | 200.4 | 203.4 | 206.2 | 208.8 | 211.4 |
密度 3 kg/m | 5.616 | 5.996 | 6.474 | 6.952 | 7.431 | 7.909 | 8.389 | 8.868 | 9.349 | 9.803 |
表三 常用氣體密度表
氣體名稱(chēng) | 0℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 20℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 氣體名稱(chēng) | 0℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 20℃ 3 760mmHg(kg/m ) |
干空氣 | 1.2928 | 1.205 | 乙炔 | 1.1717 | 1.091 |
氮?dú)?/td> | 1.2506 | 1.165 | 甲烷 | 0.7167 | 0.668 |
氫氣 | 0.0898 | 0.084 | 乙烷 | 1.3567 | 1.263 |
氧氣 | 1.4298 | 1.331 | 丙烷 | 2.005 | 1.867 |
3.214 | 3.00 | 乙烯 | 1.2604 | 1.174 | |
氨氣 | 0.771 | 0.719 | 丙烯 | 1.914 | 1.784 |
一氧化碳 | 1.2504 | 1.165 | 二氧化碳 | 1.977 | 1.842 |
表四 參比流量范圍