氮气流量计工作原理

发布时间:2018-01-25

工作原理:

主要用于工业管道介质流体的流量测量如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小量程范围大精度高在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器可靠性高可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号也有数字脉冲信号输出容易与计算机等数字系统配套使用是一种比较、理想的流量仪表。应力式涡街流量计是一种采用压电晶体作为检测元件,输出与流量成正比的标准信号的流量仪表。该仪表可以直接与智能流量积算仪配套使用,也可以与计算机及集散系统配套使用,对不同介质的流量参数进行测量。该仪表根据流体涡街的检测原理,其检测涡街的压电晶体不与介质接触,仪表具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点.

根据涡街流量计的结构特点,分类为一体式氮气流量计和分体式氮气流量计两种。

一体式流量计是集流量传感器、温度传感器、压力传感器和显示仪于一体的流量计,具有智能温度、压力补偿功能,自带3.6V高能电池或24VDC(通常在需要脉冲信号输出、二线制4~20mADC输出或RS485通讯时采用)供电,就地液晶显示介质温度(℃)、工作压力(MPa)、瞬时标况体积流量(Nm3/h)和累计标况体积流量(Nm3)。

分体式流量计由流量传感器、温度传感器、压力传感器和智能流量显示积算仪四部分组成,具有智能温度、压力补偿功能,由智能流量显示积算仪远程显示介质温度(℃)、工作压力(MPa)、瞬时标况体积流量(Nm3/h)和累计标况体积流量(Nm3)。

当只要求测量工况体积流量时(我们将其定义为简配型,通常适用于介质温度和工作压力基本恒定的场合),无论是一体式还是分体式,均不具有智能温度、压力补偿功能,也无温度传感器和压力传感器的配置,此时只显示瞬时工况体积流量(m3/h)和累计工况体积流量(m3)。

    氮气流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门涡街。斯特罗哈尔在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式:
f = St ×V/d
式中:f 涡街发生频率(Hz)
V旋涡发生体两侧的平均流速(m/s )
St 斯特罗哈尔系数(常数)

这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号或标准信号。

在流体管道中,垂直插入—个柱形阻挡物,在其后部(相对于流体流向)两侧就会交替地产生旋涡。随着流体向下游流动形成旋涡列,我们称之为卡门涡街。我们把产生旋涡的柱形阻挡物定义为旋涡发生体在一定条件下旋涡的分离频率与流体的流速成线性关系。因而,只要检测出旋涡分离的频率,即可计算出管道内流体的流速或流量。

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