渦街流量計的原理

渦街流量計原理

LUGB型應力式渦街流量傳感器有普通型、高溫型和就地顯示型三種。

LUGB型應力式渦街流量傳感器是根據卡門渦街原理，利用應力檢測方式，以壓電晶體作為敏感元件，并使檢測部件與旋渦發生體分離的一種新型流體振蕩型流量傳感器。

該傳感器具有無運動零部件、測量范圍度大、介質適用性廣、測量精度高、檢定周期長、傳輸信號距離遠、壓力損失小、結構簡單、運行可靠、使用壽命長、安裝維護方便等許多顯著優點。可廣泛地應用于石油化工、冶金機械、供熱供電、醫藥科研等各行業的各種氣體、液體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節能管理。

渦街流量計原理，渦街流量傳感器是根據“卡門渦街”原理研制成的一種流體振動型流量儀表，基本原理是當流體遇到非流線體時，在非流線體兩側會交替產生旋渦。

1、基本原理見圖一

圖一  St與Re的關系

旋渦的分離頻率，在一定的柱形下與流速成線性比例關系，基本函數關系如下：

 式中     

f：旋渦分離頻率，HZ

    St：斯特勞哈爾數，不同的柱形St不同，在一定柱形下，在一定流量內St基本不變，無量綱

    V：流體在管道中平均流速，m/s

D：管道直徑，m

d：旋渦發生體迎流面寬度，m

由上式可見，通過測量旋渦的分離頻率，便可知流體的流速和瞬時量，斯特勞哈爾數St是通過試驗確定的無量綱的常數，一段時間內輸出的頻率脈沖數與流體的體積之比稱為儀表系數，基本公式演變如下：

式中       Q：一段時間內體積量，m3

              S：管道的截面積，m2

     T：一段時間單位，秒

一段時間內旋渦產生的數量N = f · T

儀表系數K值由式K=N/Q得出,單位: n/ m3

LUGB系列渦街傳感器采用高性能的壓電晶體檢測旋渦分離的頻率。旋渦在柱體后部兩側交替分離，產生壓力脈動。安裝在柱體后面的壓電檢測體感受到渦街的交變力時，產生交變的電荷信號。交變的電荷信號，經電荷放大器處理后，以電壓頻率信號輸出（傳感器）或進一步變成與流量成線性比例的4～20 mA直流標準信號輸出（變送器）。

2、渦街流量計原理，電荷檢測放大器工作原理

檢測放大器的作用是將傳感器探頭產生的交變信號，經電荷放大器進行電荷/電壓轉換，經高通濾波電壓放大，低通濾波整形后，輸出頻率脈沖信號。

電路原理框圖見圖二