應力式渦街(jiē)流量計結構圖及工作原理(lǐ)
應力式渦街(jiē)流量計結構圖及工作原理(lǐ)1 概述
    渦街(jiē)流量計是一種常用(yòng)的(de)流量測量儀表，随著(zhe)現代精細化(huà)工技術的(de)迅猛發展，越來(lái)越廣泛地應用(yòng)于石化(huà)、造紙、冶金、環保、食品等行業領域。電磁流量計用(yòng)于對(duì)複雜(zá)的(de)工業管道系統進行流體監測[1]、對(duì)系統的(de)原料及成品情況進行實時(shí)監控、爲系統的(de)自動化(huà)控制提供依據等等。
    由于電磁流量計分(fēn)布分(fēn)散，運行環境較爲複雜(zá)，電磁流量計其安裝工藝極可(kě)能影(yǐng)響其運行工況和(hé)發生故障的(de)機率，從而影(yǐng)響整個(gè)儀表控制系統的(de)運行。故對(duì)電磁流量計原理(lǐ)的(de)分(fēn)析、安裝工藝的(de)研究正如以上介紹，旋渦的(de)分(fēn)離是交替産生的(de)，也(yě)就是說會在旋渦發生體兩側(或後面)産生靜壓差。這(zhè)個(gè)壓差會使柱體受到與流動方向垂直的(de)流體作用(yòng)力，這(zhè)個(gè)作用(yòng)力稱作橫向升力，它的(de)表達式是：
式中：F——橫向升力；
C——升力系數；
ρ——流體密度；
U——流體流速；
d——柱型迎流面寬度；
D——管道内徑。
應力式檢測法就是将這(zhè)個(gè)升力用(yòng)壓電傳感器進行檢測，經電荷——電壓轉換、放大(dà)、濾波、整形，輸出與旋渦發生頻(pín)率同步的(de)脈沖信号。應力式檢測法信号傳感器響應速度快(kuài)、信号強、工藝性好、制造成本低。儀表的(de)工作溫度範圍寬，現場(chǎng)适應性強，可(kě)靠性高(gāo)。因此它是目前渦街(jiē)流量計的(de)主要檢測方式。但是，相對(duì)來(lái)說它對(duì)管道振動比較敏感，液體渦輪流量計因此不适合在管道振動較強的(de)場(chǎng)合使用(yòng)。近年來(lái)生産廠家做(zuò)了(le)大(dà)量的(de)工作彌補此缺陷，并且已經取得(de)了(le)很好的(de)效果，對(duì)此将在後面做(zuò)詳細介紹。這(zhè)裏僅介紹其探頭抗振結構，一般應力式渦街(jiē)流量計的(de)探頭結構及工作示意如圖2-10所示。
 

應力式渦街(jiē)流量計結構圖及工作原理(lǐ)

應力式渦街(jiē)流量計結構圖及工作原理(lǐ):探頭以固定盤爲中心上下(xià)做(zuò)成對(duì)稱結構，下(xià)面插入儀表傳感器内，上部則露在儀表傳感器外，同時(shí)在上下(xià)對(duì)稱位置貼有四個(gè)應變片。下(xià)面兩個(gè)稱爲檢測用(yòng)應變片，而上面兩個(gè)則稱爲補償用(yòng)應變片。四個(gè)應變片連接成橋路結構，信号從橋路對(duì)稱點引出。靜态下(xià)由于橋路對(duì)稱結構元輸出信号，當管道振動時(shí)由于傳感器外結構是對(duì)稱的(de)，氣體渦輪流量計因此管道震動狀态下(xià)探頭變形上下(xià)兩部分(fēn)也(yě)是相同的(de)，應變片變形也(yě)是上下(xià)對(duì)稱的(de)，如圖2-10所示。因此此時(shí)輸出信号仍然零，起到了(le)探頭抗振的(de)效果。正常工作狀态下(xià)，探頭的(de)下(xià)部在傳感器裏面，受渦街(jiē)橫向升力作用(yòng)在流體流動的(de)垂直方向有左右變形，而傳感器外面的(de)部分(fēn)則不發生變化(huà)。此時(shí)四個(gè)應變片組成的(de)橋路平衡狀态被破壞，探頭随著(zhe)渦街(jiē)頻(pín)率的(de)變化(huà)輸出交變的(de)電荷信号。