光纤涡街流量计的原理与结构设计
涡街流量计工作原理与结构
涡街流量计工作原理与构造1.工作原理在流体中设置旋涡发生体〔阻流体〕,从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街,如图1 所示。
旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为U,旋涡发生体迎面宽度为d,表体通径为D,依据卡曼涡街原理,有如下关系式f=SrU1/d=SrU/md〔1〕式中U1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s;Sr--斯特劳哈尔数;m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比m = 1- 4 [ l-COT)2 + 曲气管壁xWWWWWX wwwwwx \ \\\\\\\\\\\ \\\\ \ \\\\\\\\w图1 卡曼涡街管道内体积流量qv 为qv= n D2U/4=n D2mdf/4Sr(2)K=f/qv=[ n D2md/4Sr]-1 (3)测定弔能范園0.3 ■ 藉度保证范圉0.2 ■ 0 1 ■ +式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3 ( P/m3K 除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。
斯 特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体外形及雷诺数有关,图 2 所示为圆柱 状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。
由图可见,在ReD=2<104 7X 106 范围内,Sr 可视为常数,这是仪表正常工作范围。
当测量气体流量 时,VSF 的流量计算式为pTn En f pin 2n’一 ⑷图 2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中 qVn, qV--分别为标准状态下(0oC 或 20oC, 101.325kPa )和工况下 的体积流量,m3/h ;Pn, P--分别为标准状态下和工况下确实定压力,Pa ;Tn , T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K ;Zn ,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
由上式可见,VSF 输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响, 即仪表系数在肯定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的外形尺寸等有关。
涡街流量计的原理
涡街流量计的原理涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,它利用了涡街效应原理来测量管道中的流体流量。
在涡街流量计中,流体通过一个装有固定间距的稳定涡街发生器的管道,当流体通过时,会形成交替的涡街。
涡街效应是流体通过障碍物时,产生的一系列交替旋涡,这是由于流体在障碍物两侧产生的压力差异和简化流体动力学的结果。
在涡街流量计中,涡街产生器常常是一个金属片,通常是一个V字形或类似的形状。
当流体通过涡街产生器时,它会产生交替的涡旋,涡旋的频率与流体流动的速度有关。
涡街流量计的关键部分是传感器,传感器是一种能够检测流体中涡旋的存在并将其转换为电信号的装置。
传感器通常使用霍尔效应或光电效应来感应由涡旋引起的运动。
当涡旋通过传感器时,传感器会产生一个脉冲信号,其频率与涡旋的频率成正比。
涡街流量计的工作原理是基于一个简单的关系,即涡旋的频率与流体的速度成正比。
由于流经管道的流体流量与流体速度有直接的关系,因此可以通过测量涡旋的频率来计算流体流量。
涡街流量计的传感器将涡旋的频率转换为电信号,并通过计算和显示设备进行处理,最终将流体流量显示出来。
涡街流量计的优点是具有较高的测量精度和稳定性。
由于涡旋的频率与流体速度成正比,而流体速度与流量成正比,因此可以通过测量涡旋的频率来间接测量流体流量。
此外,由于涡街流量计没有活动部件,因此相对其他类型的流量计来说更加耐用和可靠。
然而,涡街流量计也有一些限制。
首先,流体中的污染物和颗粒物可能会对涡旋的形成和传感器的工作产生干扰,从而影响测量的准确性。
另外,涡街流量计对于低速流体的测量不太准确,因为在低速情况下,涡旋的频率较低,可能会造成测量误差。
为了提高涡街流量计的测量精度和可靠性,可以采取一些措施。
首先,定期清洗和维护涡街流量计,以确保其正常工作和准确测量。
其次,可以使用滤网或阀门来减少流体中的污染物和颗粒物对涡旋和传感器的干扰。
此外,对于低速流体的测量,可以使用专门设计的涡街流量计,以提高测量的准确性。
涡街流量计的工作原理
涡街流量计的工作原理
涡街流量计是一种常用的流体流量测量仪表,其工作原理基于涡街效应。
涡街流量计由涡街传感器和处理器组成。
涡街传感器通常由一个铺有许多细小片状金属的固定支撑板和一个固定的箱体组成。
当流体通过涡街流量计时,流体会通过涡街传感器内部的棱柱型流速腔体。
流体在通过腔体时,会产生周期性地形成脱落涡街。
这些脱落涡街沿着涡街传感器内部的金属片堆积,并在金属片之间形成一个涡街剪切层。
当涡街剪切层通过传感器后,金属片会受到弯曲力,导致片与片之间的距离发生微小变化。
这种微小变化可以通过感应线圈产生微弱的电信号,该信号随着涡街的频率和流体流速的变化而变化。
感应线圈将产生的电信号传输到处理器中进行信号处理和计算。
处理器使用特定的算法对电信号进行分析,并将其转换为相应的流量值。
这样,涡街流量计就可以通过对涡街效应的测量,得出流体流速和流量。
涡街流量计具有精度高、响应速度快、可重复性好等特点,广泛应用于工业生产和流体管道中的流量测量。
涡街流量计工作原理
涡街流量计工作原理涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,广泛应用于工业生产中的流体测量领域。
它利用涡街效应来测量流体的流量,具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
下面将详细介绍涡街流量计的工作原理。
涡街流量计的工作原理基于涡街效应,涡街效应是指当流体通过装有障碍物的管道时,会形成一系列的旋涡,这些旋涡会使得障碍物后面的流体产生周期性的脉动。
而涡街流量计正是利用了这种脉动来测量流体的流量。
涡街流量计的主要组成部分包括流体传感器、转换器和显示仪表。
流体传感器通常由一个安装在管道中的涡街体和一个传感器组成。
当流体通过管道时,涡街体会产生旋涡,传感器可以检测到这些旋涡,并将信号传送给转换器。
转换器是涡街流量计的核心部分,它接收传感器传来的信号,并将其转换成标准的电信号,然后送到显示仪表上显示出来。
通常涡街流量计的转换器会配有微处理器,可以对传感器信号进行处理,从而提高测量精度和稳定性。
涡街流量计的工作原理可以简单概括为,当流体通过管道时,涡街体会产生旋涡,传感器检测到旋涡并将信号传送给转换器,转换器将信号转换成标准的电信号,并送到显示仪表上显示出来。
通过测量旋涡的频率和流体的速度,涡街流量计可以精确地测量流体的流量。
涡街流量计的工作原理使其具有一些优点,首先是测量范围广,涡街流量计可以适用于各种流体的测量,包括液体、气体和蒸汽等。
其次是测量精度高,涡街流量计的测量精度通常可以达到1%以内,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
此外,涡街流量计结构简单、稳定性好、维护方便,使用寿命长,因此被广泛应用于工业生产中的流体测量领域。
总之,涡街流量计利用涡街效应来测量流体的流量,其工作原理简单清晰,具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍,读者对涡街流量计的工作原理有了更深入的了解。
光纤流量计工作原理及特点
光纤流量计工作原理及特点
光纤流量计是一种用于测量流体的流量的仪器。
它利用光学原理来测量流体流过光纤的速度,并根据速度来计算流量。
以下是光纤流量计的工作原理及特点:
1. 工作原理:
光纤流量计利用了光的折射原理。
当流体通过光纤时,由于流体的折射率不同于光纤的折射率,光线会以一定的角度发生折射。
光纤流量计通过测量入射光线和折射光线之间的角度差来计算出流体的速度。
通过测量流体速度并结合管道截面积,可以得到流体的流量。
2. 特点:
a. 非侵入式:光纤流量计可以在流体管道的外部进行安装和测量,无需直接与流体接触,因此不会对流体产生影响,同时也避免了传统流量计可能存在的泄漏和污染问题。
b. 高精度:光纤流量计采用了精密的光学测量技术,能够实现较高的测量精度和重复性,可用于要求精确流量测量的应用领域。
c. 宽测量范围:光纤流量计可以适应不同流体的流量测量,包括液体和气体。
同时,光纤流量计还可以测量较小到极大范围的流量,满足不同应用需求。
d. 稳定性高:光纤流量计不受温度、压力和湿度等环境因素的影响,可以长时间稳定地工作。
e. 无动态压力损失:由于光纤流量计不需要直接接触流体,因此不会引起管道内的压力损失,保持管道流体的原始状态。
f. 可远程监控:光纤流量计具有数字化输出和通信接口,可以
与计算机系统连接,实现远程测量和监控。
总之,光纤流量计具有非侵入式、高精度、宽测量范围、稳定性高、无动态压力损失和可远程监控等特点,广泛应用于化工、水处理、能源等领域的流量测量。
涡街流量计的工作原理图
涡街流量计的工作原理图
涡街流量计一般也称为漩涡流量计或是卡门涡街流量计,而之所以有漩涡和卡门涡街流量计之称这完全是由其工作原理得来的。
工作原理:在仪器壳体管道内设置一个三角柱漩涡的发生体,当流体以相应的流速经过三角柱就会产生有规则漩涡,而这种漩涡就称为“卡门漩涡”。
在涡街流量计的三角柱下游会设计一个记录流体所产生轻微压差的机械传感器,如果流体不流动就不会产生漩涡,当有一定流速的流体流动时就会由下游的机械传感器精确计量,该传感器能承受管道高达1g的震动,压力冲击和温度骤变都对其测量没有任何影响,所以涡街流量计也具有测量性稳定的特性。
涡街流量计一般可以精确测量蒸汽、气体、和液体,同时也广泛应用于水、人工燃气、天然气、蒸汽、过热蒸汽等各个领域。
涡街流量计结构及工作原理
二、特点
由于它兼有无转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部件和脉冲数字输出的优点,很有发展前途。
它在流量测量方面有许多的优点,例如使用比较方便,量程比较宽,
能量损失小,不需要重新标定,不仅可用于封闭的管道,还可用于开 放的沟槽等,在现代流量测量中应用越来越广泛。
与涡轮流量计相比,涡街流量计没有可动的机械部件,维护工作
量小,仪表常数稳定;与孔板式流量计相比,涡街流量计测量范围大, 能量损失小,准确度高,安装与维护都比较简单。
涡街流量计
一、结构及工作原理
涡街流量计是20世纪70年代开发和发展起来的,属于流体振荡式流 量计的一种。涡街流量计的外形见图1所示。
图1 涡街流量计结构
图2 涡街流量计工作原理图
它是利用流体在特定流道条件下流动时将会产生振荡,而且振荡的 频率与流速成比例的这一原理设计的,当通流截面一定时,流速又与流 量成正比,因此,测量振荡频率即可测得流量。
涡街流量计的工作原理
涡街流量计的工作原理
首先,涡街流量计的核心部件是涡街传感器,它由一个装有偶极子的转子和一个光电传感器组成。
当流体通过管道时,流体流过转子会产生交替的涡旋,这种交替的涡旋就是涡街效应。
涡街传感器通过感知这些交替的涡旋来测量流体的速度。
其次,涡街传感器通过转子的旋转来产生脉冲信号,这些脉冲信号的频率与流体的速度成正比。
传感器会将这些脉冲信号发送给计算机或显示屏,经过一系列的计算和处理,就可以得到流体的流量。
涡街流量计的工作原理可以用一个简单的比喻来形象地描述,就好像我们在河流中放入一个旋转的浮标,浮标随着水流的冲击而旋转,我们只需要计算浮标旋转的频率,就可以得知河流的流速和流量一样。
另外,涡街流量计还有一些需要注意的工作原理,比如在安装时要保证流体的进出口流线型,避免产生涡流和湍流,影响测量的准确性;同时,流体的密度、粘度等参数也会对测量结果产生影响,需要进行相应的修正和校正。
总的来说,涡街流量计通过感知流体中的涡旋来测量流体的速度,再通过一系列的计算和处理得到流量。
它的工作原理简单直观,测量范围广泛,准确性高,因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍,读者对涡街流量计的工作原理有了更清晰的认识。
涡街流量计说明书
涡街流量计说明书涡街流量计是一种常见的流量测量仪器,被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
本文将详细介绍涡街流量计的原理、结构、工作原理以及应用领域。
一、涡街流量计的原理涡街流量计是利用了流体通过管道时产生的涡街效应来测量流量的。
当流体通过具有特殊结构的管道时,会在管道上形成一系列的涡街,这种涡街的频率与流体的速度成正比。
通过对涡街的频率进行测量,可以间接地得到流体的流量信息。
二、涡街流量计的结构涡街流量计主要由测量管、传感器和信号处理器组成。
测量管是涡街流量计的核心部件,其内部的结构可以使流体产生涡街效应。
传感器负责测量涡街的频率,并将其转化为电信号。
信号处理器对传感器输出的信号进行处理和转换,最终得到流体的流量值。
三、涡街流量计的工作原理涡街流量计的工作原理可以分为两个步骤:涡街产生和涡街测量。
1. 涡街产生:当流体通过测量管时,由于测量管的特殊结构,流体会在管道内形成涡街。
涡街的频率与流体的速度成正比,流体速度越大,涡街的频率就越高。
2. 涡街测量:传感器负责测量涡街的频率,并将其转化为电信号。
通常采用的传感器是霍尔传感器或磁敏传感器,它们可以感应到涡街通过时产生的磁场变化。
传感器输出的电信号经过信号处理器的处理和转换,最终得到流体的流量值。
四、涡街流量计的应用领域涡街流量计广泛应用于工业领域的流体控制和计量系统中。
其优点是测量范围广、精度高、可靠性好,适用于多种流体介质的测量。
涡街流量计可用于测量液体、气体和蒸汽等多种介质的流量,被广泛应用于化工、石油、冶金、电力等行业。
在石油工业中,涡街流量计可用于油田采油、炼油厂的流量计量和流程控制。
在化工工业中,涡街流量计可用于化工生产中的流程控制和计量。
在电力工业中,涡街流量计可用于锅炉的供水和排污系统的流量测量。
在冶金工业中,涡街流量计可用于高温和高压条件下的流量测量。
总结:涡街流量计是一种常见的流量测量仪器,利用流体通过管道时产生的涡街效应来测量流量。
涡街流量计的工作原理
涡街流量计的工作原理
涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,它通过测量流体在管道中形成的涡街来实现流量的测量。
其工作原理主要包括流体的涡街产生、传感器的信号采集和流量计算三个部分。
首先,当流体通过管道中的节流装置时,会在节流装置的下游形成一系列规则的涡街。
这些涡街的频率与流体的流速成正比,因此可以通过测量涡街的频率来确定流体的流速。
涡街流量计中通常采用的是一对对称排列的涡街发生器,当流体通过这对涡街发生器时,就会形成一系列的交替出现的涡街。
其次,涡街流量计中的传感器会通过不同的方式来检测涡街的频率。
常见的传感器包括磁敏感传感器和光电传感器。
磁敏感传感器通过检测涡街发生器上的磁性材料来实现信号的采集,而光电传感器则是通过检测涡街发生器上的反光片来实现信号的采集。
这些传感器会将检测到的涡街频率信号转化为电信号,并传输给流量计的计算部分。
最后,流量计的计算部分会根据传感器采集到的信号来计算流体的流量。
涡街流量计中常用的计算方法包括脉冲计数法和频率积分法。
脉冲计数法是通过对传感器采集到的涡街频率信号进行计数来实现流量的计算,而频率积分法则是通过对传感器采集到的涡街频率信号进行积分来实现流量的计算。
计算部分会将计算得到的流量值输出,并通常会配备显示屏或输出接口,用于实时显示或传输流量数据。
总的来说,涡街流量计通过测量流体在管道中形成的涡街来实现流量的测量。
其工作原理包括涡街的产生、传感器的信号采集和流量计算三个部分,通过这些步骤来实现对流体流量的准确测量和监控。
涡街流量计的原理
涡街流量计的原理从80年代中期以来经济发展速度逐渐加快,在流量控制测量技术方便我们有着诸多的优势与长处,在现代化的今天涉及流量测量中应用问题也越来越受到广泛关注。
关于涡街流量计的原理我们就来探讨一下,涡街流量计的原理可以说博大精深。
涡街流量计的工作原理是在流体中设置旋涡发生体,从而发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列,产生一定的频率,通过公式f=St*v/(1-1.27d/D)*d,(St为斯特劳哈尔数,为无量纲数,与旋涡发生体及雷诺数有关;v为流速;d为发生体迎面宽度;D为公称通径)即可得出流速。
一般的来说,涡街流量计输出信号(频率)不受流体物性和组分变化的影响,是指仪表系数仅与旋涡发生体形状和尺寸以及雷诺数有关。
它的优点是:结构简单牢固,安装维护方便;适用多种类流体,液、气、蒸汽及部分混合相皆适用;精确度较高,一般达±1%R左右;流量范围宽,可达10:1或20:1或更大;压头损失小;无零点飘移;价格相对便宜;缺点是:不适于低雷诺数Re<20000的情况,对高粘度、低流速、小口径的使用有限制;对环境的要求较高,应尽量杜绝有振动的场所,且上游侧需要有较长的直管段;仪表系数较低,口径愈大愈低。
涡街流量计广泛应用于钢铁厂、焦化厂、石油、化工、热力、医疗、热电厂、环保等行业。
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测量仪器。
涡街流量计基础技术参数1、测量介质:液体、一般气体、蒸汽2、公称通径:DN15~DN300(满管式)、DN150~DN2000(插入式)、DN2000以上口径协议供货3、介质温度:-40~100℃(常温)、-40~250℃(中温)、-40~320℃(高温)、-40~350℃(超高温)4、公称压力:1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa(>4.0协议供货)5、精度:±1%R,±1.5%R(满管式);±1.5%R,±2.5%R(插入式)6、供电电源:+12VDC(三线制脉冲输出)、+24VDC(三线制脉冲输出型及二线制电流输出型)、3.6V锂电池、双供电7、本体材质:304(其它材料协议供货)8、防护等级:IP65(其它防护等级协议供货)9、环境条件:温度-20℃~55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106kPa。
流量计的测量原理和结构原理分类
流量计的测量原理和结构原理分类流量测量技术日新月异。
为适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。
目前已经投入使用的流量计超过100种。
从不同的角度出发,流量计有着不同的分类方法。
常见的分类方法有两种:一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类、二是按流量计的结构原理进行归纳分类。
按测量原理分类光学原理:光电式、激光式等是属于此类原理的仪表。
原于物理原理:核幅射式、核磁共振式等是属于此类原理的仪表。
电学原理:利用这类原理的仪表有电磁式、电感式、应变电阻式、差动电容式等。
热学原理:利用热学原理测量流量的有热量式、间接量热式、直接量热式等。
声学原理:用于声学原理进行流量测量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。
其它原理:有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。
按流量计结构原理分类按当前流量计产品的实际情况,根据流量计的结构原理,大致上可归纳为以下几种类型:1、叶轮式流量计叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中,受流体流动的冲击而旋转,以叶轮旋转的速度来反映流量的大小。
典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计,其结构可以是电脉冲输出式或机械传动输出式。
一般机械式传动输出的水表精确度较低,误差约±2%,但结构简单、造价低,国内已大量生产,并且标准化、通用化及系列化。
电脉冲信号输出的涡轮流量计的精确度较高,一般误差为±0.2%一0.5%。
2、差压式流量计(变压降式流量计)差压式流量计由一次装置和二次装置组成。
一次装置称为流量测量元件,它安装于被测流体的管道中,产生与流量(流速)成比例的压力差,供二次装置进行流量显示,二次装置称显示仪表。
它接收测量元件产生的差压信号,并将其转换为相应的流量进行显示.差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。
二次装置为各种电子式、机械式、组合式差压计配以流量显示仪表。
差压计的差压敏感元件多为弹性元件。
由于差压和流量呈平方根关系,所以流量显示仪表都配有开平方装置,使流量刻度线性化。
涡街流量计工作原理
涡街流量计工作原理涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,它通过测量流体在管道中的涡街频率来实现流量的计量。
其工作原理主要是基于涡街效应和动能定理。
在涡街流量计中,通过放置在管道中的涡街体,当流体通过管道时,会在涡街体后面形成交替的涡街,这些涡街会导致压力波动,而这种压力波动的频率与流体的流速成正比。
因此,通过测量压力波动的频率,就可以准确地得到流体的流速,从而实现流量的计量。
涡街流量计的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤,首先,当流体通过管道时,涡街体会受到流体的冲击,从而在其后形成交替的涡街。
其次,这些涡街会导致压力的周期性波动,而这种波动的频率与流体的流速成正比。
再次,通过传感器对压力波动进行检测和测量,就可以得到流体的流速。
最后,通过流速和管道截面积的乘积,就可以得到流体的流量。
涡街流量计的工作原理虽然简单,但却非常有效。
首先,它不受流体性质的影响,可以用于测量各种类型的流体,包括液体和气体。
其次,它具有较高的精度和稳定性,可以满足工业生产中对流量测量精度的要求。
此外,涡街流量计还具有结构简单、维护方便、成本低廉等优点,使其在工业领域得到广泛应用。
然而,涡街流量计也存在一些局限性,首先,对于低流速的测量精度较低,因此在低流速条件下不宜使用涡街流量计。
其次,由于涡街流量计本身会对流体产生一定的阻力,因此在一些对流体阻力要求较高的场合不适用。
最后,涡街流量计在测量高粘度流体时也存在一定的困难,需要进行相应的修正。
总的来说,涡街流量计是一种简单而有效的流量测量仪器,其工作原理基于涡街效应和动能定理。
它具有结构简单、维护方便、成本低廉等优点,可以满足工业生产中对流量测量精度的要求。
然而,在低流速、对流体阻力要求较高、测量高粘度流体等方面存在一定的局限性。
因此,在选择涡街流量计时,需要根据实际情况进行综合考虑,以确保其能够准确、稳定地实现流量的计量。
涡街流量计原理
涡街流量计原理引言涡街流量计是一种常用的流量测量仪表,它通过检测涡街传感器产生的涡旋信号来测量流体的流量。
本文将介绍涡街流量计的原理,包括涡街传感器和工作原理。
涡街传感器涡街传感器是涡街流量计的核心部件,它通过可靠地检测流体中产生的涡旋来实现流量的测量。
涡街传感器通常由一个薄片状的金属材料制成,上面有绕在其中的线圈。
当流体通过涡街传感器时,流体会产生旋转流动,形成一系列的涡旋。
这些涡旋会对传感器施加作用力,使其产生振动。
涡街传感器上的线圈则会探测到这些振动,并生成对应的电信号。
工作原理涡街流量计通过检测涡街传感器生成的涡旋信号来测量流体的流量。
具体的工作原理如下:1.流体进入流量计后,首先经过膨胀节。
膨胀节的作用是将流体的速度降低,使得流体能够充分涡旋并与涡街传感器发生作用。
2.流体经过膨胀节后,进入涡街传感器。
当流体通过传感器时,产生的涡旋会引起传感器的振动。
这些振动将被涡街传感器上的线圈探测到,并转化为相应的电信号。
3.这些电信号经过放大、滤波和处理后,会得到一个稳定且具有一定频率的信号。
这个频率与流体的流量成正比。
4.通过测量这个频率,我们可以计算出流体的流量。
通常涡街流量计会配备显示屏或输出接口,用于显示或记录测量结果。
优势和应用涡街流量计具有以下优势:•高精度:涡街流量计具有较高的精度,可以满足对流量测量精度要求较高的应用。
•宽测量范围:涡街流量计适用于广泛的流体,包括液体和气体,并且可以测量较大范围的流量。
•耐高温和高压:涡街流量计可以适应高温和高压的环境,因此在工业领域有着广泛的应用。
涡街流量计在许多领域中得到广泛应用,包括但不限于:•石油化工:涡街流量计可以用于测量石油化工过程中的液体和气体流量,如原油、煤气、液化气等。
•水处理:涡街流量计可以用于测量水处理过程中的流量,如给水系统、废水处理等。
•能源监测:涡街流量计可以用于监测能源消耗,如燃气计量、蒸汽计量等。
结论涡街流量计通过检测涡街传感器产生的涡旋信号来测量流体的流量。
涡街流量计的性能及应用介绍
涡街流量计的性能及应用介绍一、涡街流量计的工作原理涡街流量计是基于卡门涡街效应的原理工作的,当介质通过涡街流量计内的流量传感器时,会在涡街流量计内产生一系列旋涡,这些旋涡会作用在流量传感器上,产生压力脉动。
涡街流量计通过检测这些压力脉动来确定流体的流速,并据此计算出流量。
涡街流量计的主要部件有涡街传感器、信号转换器和显示仪表。
涡街传感器是涡街流量计的核心部件,一般由一个S形传感器和一个涡轮组成。
当涡街传感器安装在管道中,流体通过时会使涡轮旋转,旋转速度与流体的流速成正比。
信号转换器接收涡轮生成的脉动信号,并转换成标准的电信号输出到显示仪表上,以实现对流量值的测量和显示。
二、涡街流量计的性能特点1.高精度:涡街流量计的测量精度高,通常可达到±1%~±0.5%。
2.宽测量范围:涡街流量计适用于多种液体和气体介质的流量测量,流量范围广。
3.快速响应:涡街流量计的响应速度较快,一般在0.05s以内,适用于对瞬时流量变化较大的应用场景。
4. 高耐压性:涡街流量计能承受高压力的应用环境,可达到100Mpa以上的额定压力。
5.耐腐蚀性:涡街流量计可采用不同材质制作,能适应不同介质的测量要求,具有良好的耐腐蚀性。
6.长寿命:涡街流量计的传感器无移动部件,不易磨损,寿命长。
三、涡街流量计的应用领域1.工业流程控制:涡街流量计广泛应用于工业流程的流量控制和监测,如化工、石油、天然气、制药等行业。
2.锅炉喂水系统:涡街流量计可用于锅炉喂水系统中,监测和控制锅炉供水的流量,保证锅炉的安全和稳定运行。
3.石油钻井:涡街流量计可用于石油钻井中,对钻井液的流量进行实时监测和控制,确保钻井作业的顺利进行。
4.燃气计量:涡街流量计可用于燃气计量系统中,对燃气的流量进行精确测量,实现计量收费。
5.自动化控制系统:涡街流量计可与自动化控制系统结合,实现对流量的实时监测和控制。
总结:涡街流量计具有高精度、宽测量范围、快速响应、高耐压性、耐腐蚀性和长寿命等特点,被广泛应用于工业流程控制、锅炉喂水系统、石油钻井、燃气计量和自动化控制等领域。
涡街流量计原理
涡街流量计原理
涡街流量计是一种利用涡流原理测量管道中被测介质的流量的流量计量仪表。
它采用秃子孙形涡流陷阱,形状圆柱体,具有带流速阻力,可直接安装在管道中。
测量原理是,当介质(气体或液体)流过涡流陷阱时,就形成一定的涡流,即由气体中的空气或液体中的气泡组成的大小混合物,拖动涡流产生的陷阱间压力损失。
可以准确的测量出流量。
流量信号是Enraf涡街流量计发出的由流量造成的压力变化,通过计算机处理生成的信号,从而给出流量数值和单位。
涡街流量计采用了最新的变送器,确保准确、精确、快速测量,还利用数字处理来改善测量的精度。
它既可以直接采集原始流量数据,也可以实时显示流量数据,从而避免连接数据采集系统的繁琐。
同时,还支持标准、扩展和用户自定义的单位,使用起来更加灵活、高效。
涡街流量计的安装简单,只需要将它固定在管道上,不需要停止工作环境来施工,极大地缩短了安装工时。
由于采用精密的计算技术,不需要进行大量的校正,节省了安装时间和调试人员的精力。
另外,这种流量计量仪表可以在各种环境下正常工作。
使用涡街流量计测量气体或液体流量时,可以实现最高精度。
因为它是通过连续不断的测量,来获取准确的数据,从而得到准确无误的结果。
另外,它具有耐大压力、耐冷暖温等特点,能够满足大多数场合的环境要求,从而使其能够处理更多的工作任务。
涡街流量计原理讲解
涡街流量计原理讲解涡街流量计1.1基本原理:流体流经阻挡体或者是特制的元件时,产生了流动振荡,通过测定其振荡频率来反映通过的流量。
1.2特点:优点:无可动部件,寿命长;准确度高,线性范围宽;量程范围宽(100:1);压力损失小;不受P、t、η、ρ等流体参数变化的影响;气、液均可以使用,可用于大口径管道的气液测量。
缺点:干扰引起的流量振荡时影响较大。
1.3涡街产生原理:涡街流量计是利用流体力学中著名的卡门涡街原理,即在流动的流体中插入一个非流线型断面的柱体,流体流动受到影响,在一定的雷诺数范围内将在柱体下游,均要产生漩涡分离。
当这些漩涡排列成两排、且两例漩涡的间距与同列中两相邻漩涡的间距之比满足下式时,h/l=0.281,就能得到稳定的交替排列漩涡,这种稳定而规则地排列的涡列称为“卡门涡街”。
这个稳定的条件是冯·卡门对于理想涡街研究分析得到的,后来一般把错排稳定的涡街称作“卡门涡街”。
这就是卡门涡街流量计的名称由来,如图1所示图1卡门涡街示意图理论和实验的研究都证明,漩涡分离频率,即单位时间内由柱体一侧分离的漩涡数目f与流体速度V1成正比,与柱体迎流面的宽度d成反比,即:式中f—漩涡分离频率。
S r—斯特劳哈尔数(无量纲)。
对于一定柱型在一定流量范围内是雷诺数的函数。
V1—漩涡发生体两侧的流速,m/s。
d—漩涡发生体迎流宽度m m。
为了计算方便起见,可用管道内平均流速通过试验可以测定S r数,其数值与柱体的断面形状、柱体流道的相对尺寸以及流动雷诺数有关。
大量的试验表明,对于许多经过适当选择的柱型,由于数在很宽的雷诺数范围内可以看成是常数。
一旦柱体和流道的几何尺寸及其形状确定后,f便与成为简单的正比关系,因而检测出漩涡的频率,便可以测得流速,并以此推知其流量。
这就是涡街流量计的基本原理。
当流体流动受到一个垂直于流动方向的非流线形柱体的阻碍时,柱体的下游两侧会发生明显的旋涡,成为卡门涡列,涡列的形成与流体雷诺数有关。
涡街流量计原理及应用
涡街流量计原理及应用涡街流量计的原理是基于涡旋的振动。
当流体通过涡街流量计的测量管时,会激发涡旋,这些涡旋会以固定的频率脱离流体。
流体通过管道时,产生的压力差会使涡街流量计的测量管不停地振动,并在流量计的传感器上产生信号。
则通过计算所测得的涡旋的频率,就可以间接测量流体的流量。
在涡旋流量计中,测量管通常是安装在管道中的一个躯体,同时测量管的上下游分别有个压力与温度的记录件。
在测量管道的一侧安装着一个感应线圈,它会产生一个交流磁场。
在涡旋通过测量管时,会造成磁场的扰动,这些扰动随着涡旋的频率而变化。
感应线圈会感应到这些扰动,并转换成电信号。
电信号经过放大和处理后,可以转换成标准的电流或电压信号,用于计算流量。
涡街流量计具有广泛的应用。
它在石油、化工、制药、食品饮料等行业中都有着重要的应用。
涡街流量计可以测量气体、液体和蒸汽的流量。
并且,涡街流量计可以在高温、高压和腐蚀性环境下工作,具有很高的稳定性和准确性。
1.高精度:涡街流量计具有非常高的测量精度,可以达到±0.5%-±1.0%的精度范围。
2.宽测量范围:涡街流量计可以测量的流量范围广,可以在非常低的流量和非常高的流量下工作。
3.易于安装和维护:涡街流量计的结构简单,安装方便,也很容易维护。
4.高可靠性:涡街流量计的传感器采用非接触式设计,不受流体污染和腐蚀的影响,具有良好的可靠性。
涡街流量计在流量测量中有很多应用。
它常常用于石油化工设备、发电厂和暖通设备中,用于测量液体、气体和蒸汽的流量。
涡街流量计广泛应用于石油化工行业的流程控制和过程监测中,可以实现对流体流量的准确测量和控制。
在石油管道中,涡街流量计可以实时监测和控制流体的流量,并提供数据用于管道运输的管理和调度。
同时,在供水和供热系统中,涡街流量计也可以用于测量和控制液体的流量,保证供水和供热系统的正常运行。
总之,涡街流量计通过测量涡旋的频率来间接测量流体的流量,具有测量精度高、测量范围广、易于安装和维护的优点,广泛应用于石油化工、制药、食品饮料等行业中,是一种非常重要的流量测量仪器。
光纤涡轮流量计工作原理
光纤涡轮流量计工作原理光纤涡轮流量计是一种新型的高精度、高可靠性的流量测量仪表,它采用光纤技术和涡轮原理相结合,具有测量准确、稳定性好、抗干扰能力强等特点。
本文将详细介绍光纤涡轮流量计的工作原理、特点和应用。
一、工作原理光纤涡轮流量计的核心部件是一个涡轮机构,当流体流过涡轮时,会带动涡轮旋转。
这个旋转运动被光电检测器所检测到,光电检测器将光信号转换成电信号,并将该信号传输到信号处理系统。
信号处理系统通过分析光电检测器输出的信号,可以计算出涡轮的转速和流体的流量。
具体来说,当流体流经涡轮机构时,涡轮受到流体的推动而旋转,这个旋转运动被光电检测器所检测到。
光电检测器将光信号转换成电信号,并将该信号传输到微处理器。
微处理器对信号进行处理,计算出涡轮的转速和流体的流量。
由于采用了光纤传输和光电检测技术,光纤涡轮流量计具有较高的测量准确度和稳定性。
同时,光纤的非导电性也避免了电路之间的相互干扰,进一步提高了测量精度。
二、特点光纤涡轮流量计具有以下几个特点:1. 测量准确度高:由于采用了光纤传输和光电检测技术,光纤涡轮流量计的测量准确度较高,能够满足大多数工业应用的需求。
2. 稳定性好:由于采用了新型的光纤传输和光电检测技术,光纤涡轮流量计的稳定性较好,不易受到温度、压力等外界因素的影响,能够长时间保持较高的测量精度。
3. 抗干扰能力强:光纤涡轮流量计具有较强的抗干扰能力,能够有效避免电磁干扰和噪声干扰的影响,提高了测量结果的可靠性。
此外,由于采用了非接触式的测量方式,光纤涡轮流量计还具有使用寿命长、维护成本低等优点。
4. 可测量多种介质:光纤涡轮流量计可以用于测量气体、液体等不同介质的流量,具有广泛的应用前景。
三、应用光纤涡轮流量计适用于各种工业场合的流量测量,如石油、化工、电力、食品等行业。
它可以用于测量气体、液体等不同介质的流量。
在石油行业中,光纤涡轮流量计可以用于油田开采、油库储罐液位计量等;在化工行业中,光纤涡轮流量计可以用于生产线的流量控制和产品质量的监测;在电力行业中,光纤涡轮流量计可以用于燃气发电厂和热力供应的计量;在食品行业中,光纤涡轮流量计可以用于啤酒、饮料等生产线的质量控制和计量。
涡街的应用原理
涡街的应用原理什么是涡街?涡街流量计是一种利用涡体的流动能量进行流量测量的仪器。
其原理是基于科氏效应,即当涡体经过固定物体时会产生旋转涡流,通过测量旋转涡流的频率或速度,可以准确计算流体的流量。
涡街流量计的组成结构涡街流量计主要由以下几部分组成:1.传感器:用于检测涡街的旋转频率或速度。
通常采用霍尔传感器或光电传感器进行测量。
2.涡街体:涡街体是涡街流量计的核心部分,它是一个具有特殊形状的金属体,通过与流体的相互作用产生涡流效应。
3.支架:用于固定涡街体和传感器。
4.信号转换器:将传感器获取到的信号转换成电信号,并进行放大和处理,最终输出流量值。
涡街流量计的工作原理涡街流量计的工作原理可以简单分为三个步骤:1.涡街体感应流体的流动,产生涡流。
当流体经过涡街体时,由于涡街体的特殊形状,流体会在涡街体的周围形成旋转的涡流。
2.传感器检测涡流的旋转频率或速度。
一般情况下,涡流的旋转频率或速度与流体的流速成正比。
3.信号转换器将传感器获取到的信号进行处理,并转换成相应的电信号。
最终输出流量值,可以通过显示屏或其他输出设备显示。
涡街流量计的优势和应用场景涡街流量计具有以下几个优势:•高精度:涡街流量计的测量精度通常比较高,可以满足对流量测量精度要求较高的场合。
•宽测量范围:涡街流量计适用于多种流体的流量测量,可以满足不同应用场景的需求。
•耐腐蚀性强:由于涡街流量计主要由金属材料制成,因此具有较强的耐腐蚀性能,可以用于测量腐蚀性流体的流量。
涡街流量计主要应用于以下场景:1.工业流体控制:涡街流量计广泛应用于工业流体控制领域,例如石油、化工、能源等行业,用于测量气体或液体的流量。
2.环境监测:涡街流量计可以用于环境监测领域,用于测量大气中的气体流量,如空气、氧气等。
3.污水处理:涡街流量计可以用于污水处理领域,用于测量污水的流量,从而实现对污水处理过程的控制和优化。
4.水资源管理:涡街流量计可以用于水资源管理领域,用于测量水流的流量,从而实现对水资源的合理分配和利用。
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导师姓名 及 职 称:张铁强
学位类别:工学硕士 论文起止年月: 2005 年 9 月至 2007 年 4 月
教授
光 纤 涡 街 流 量 计 的 原 理 与 结 构 设 计
吉 林 大 学
王
敏
吉林大学硕士学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,是本人在指导教 师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注 明引用的内容外, 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表 或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律结果由本人承担。
2 . 1 光纤涡街流量计工作原理介绍 .......................................................13 2. 2 光在光纤里传输规律 ......................................................................14 2 . 2. 1 光线在光纤内传输 ..................................................................14 2 . 2. 2 光波在光纤中的传输模式 ......................................................20 2. 2. 3 光纤特性 .................................................................................24 2 . 2. 4 光纤损耗 .................................................................................25 2. 2 . 5 光纤传感基本思想 ..................................................................30 2. 3 旋涡发生理论 ..................................................................................31 2. 4 流场中光纤受力分析 ......................................................................32 2 . 4. 1 层流状态下的弦振动方程及解 ..............................................33 2. 4. 2 紊流状态下的稳定性分析 ......................................................34 第三章 光纤涡街流量计的结构设计 ..........................................................37 3 . 1 光纤涡街流量计的基本结构 ...........................................................37 3. 2 光电传感系统 ..................................................................................38 3. 2 . 1 光源及传感光纤的选放 ..........................................................38 3 . 2. 2 耦合光路 .................................................................................39 3. 2 . 3 涡街发生体 .............................................................................41 3. 2 . 4 光电转换电路 .........................................................................42
作者联系地址(邮编) :吉林大学南岭校区物理教学中心 ( 130025) 作者联系电话: 0431-85095143
作者姓名 保密级别 学位类别
王 公
敏 开
论文分类号 研究生学号 授予学位单位 培养单位
TH814 2004322084 吉林大学 吉林大学物理
工学硕士
专业名称
光学工程 (院、 所、 中心) 科学学院 光电信息处理 2004 年 9 月至 学习时间 及系统 2007 年 7 月 光纤涡街流量计的原理与结构设计 The Theory And Design of Structure of A Fiber Optics Vortex Flowmeter
论文分类号 密 级
TH814 公 开
单
位
代
码
1 0 1 8 3 2004322084
研 究 生 学 号
吉
硕 士
林
学
大
位 论
学
文
光纤涡街流量计的原理与结构设计
The Theory And Design of Structure of A Fiber Optics Vortex Flowmeter
作者姓名:王 专
提
要
流量测量在工业生产、能源计量、环境保护、交通运输、生物技术、 军事工程和科学研究等领域占据重要位置,因此,流量测量仪表的研究 和开发应用有着深远的意义。 卡门涡街独有的流体振荡特性,使涡街流量计成为流量测量仪表中 不可缺少的一员。基于涡街流量计及光纤传感器的优点,本文在传统涡 街流量计的基础上,设计了一种新型光纤涡街流量计。 文章首先对各种流量计的发展和现状进行了分析,阐述了光纤涡街 流量计国内外的研究情况。接着详尽叙述了光纤涡街流量计的测量原 理,从光在光纤中传输规律、涡街发生理论和流体力学等角度分析了流 体对光纤的作用以及光电转换器件受光调制机理。在研究工作中,设计 了光纤涡街流量计的系统结构和信号处理电路,通过 W78E58B 单片机和 汇编语言,实现了对流体流量的实时测量。最后给出了实验结果并对实 验结果进行讨论和总结,分析了实验误差产生的原因。 目前,关于光纤涡街流量计的研究,大多处于实验室试验阶段,但 是,光纤涡街流量计各方面的性能特点决定了其极其广阔的开发和应用 前景。本课题中传感光纤的放置和光电转换系统的结构设置具有自己的 特点,并能为以后研究开发实用化的新型光纤涡街流量计打下基础。 关键词:流量计,光纤,涡街,传感器
学位论文作者签名: 日 期: 年 月 日
《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明
研究生院: 本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的 内容,愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊 (光盘版)电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据 库》投稿,希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予 出版,并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和 CNKI 系列数据库中使用,同意按章程规定享受相关权益。 论文级别:■硕士 □博士 学科专业:光学工程 论文题目:光纤涡街流量计的原理与结构设计 作者签名: 指导教师签名: 年 月 日
研究方向 论文中文题目 论文英文题目
关键词 (3-8 个 ) 流量计,光纤,涡街,传感器 导师情况 姓 名 张铁强 本 科 职 称 教授
学历学位 论文提交日期 是否基金资助项目
工作单位 吉林大学 答辩日期 2007 年 06 月 08 日
2007 年 06 月 03 日 否
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3. 3 电信号处理 ......................................................................................43 3 . 3. 1 滤波电路 .................................................................................43 3. 3 . 2 整形电路 .................................................................................45 3 . 4 数据处理 .........................................................................................46 3. 4. 1 数字接口 .................................................................................46 3 . 4. 2 软件设计 .................................................................................52 第四章 光纤涡街流量计实验讨论 .............................................................57 4. 1 实验调试过程 ..................................................................................57 4. 2 实验结果 ..........................................................................................58 4. 3 实验结果分析 ..................................................................................59 4. 4 误差分析 .........................................................................................59 第五章 总 结 ............................................................................................63