涡街流量计流量表测量原理是什么?

涡街流量计,作为一种高精度、高稳定性的流量测量仪表,广泛应用于工业生产、环保监测、能源计量等领域。涡街流量计的测量原理基于涡街效应,即流体在通过旋转的圆柱体时,会在圆柱体两侧产生周期性的涡街。本文将详细介绍涡街流量计的测量原理。

一、涡街效应

涡街效应是指流体在通过旋转的圆柱体时,由于圆柱体对流体流动的影响,使得流体在圆柱体两侧产生一系列相互独立的涡街。这些涡街具有周期性、对称性和规律性,且其频率与流体的流速和圆柱体的几何形状有关。

二、涡街流量计的工作原理

涡街流量计主要由传感器和转换器两部分组成。传感器部分主要包括涡街发生体(圆柱体)和检测线圈;转换器部分则将检测线圈接收到的信号转换为电信号,进而计算出流量。

  1. 涡街发生体

涡街流量计的涡街发生体通常采用圆柱形,其直径和长度根据被测流体的流速和密度进行设计。当流体通过涡街发生体时,由于圆柱体对流体流动的影响,会在圆柱体两侧产生周期性的涡街。


  1. 检测线圈

检测线圈位于涡街发生体两侧,用于检测涡街产生的电磁信号。当涡街通过检测线圈时,由于涡街的周期性变化,使得检测线圈接收到的电磁信号也呈现出周期性变化。


  1. 信号转换与处理

转换器部分将检测线圈接收到的电磁信号转换为电信号,并通过信号处理电路进行放大、滤波、整形等处理。处理后的信号送入单片机,单片机根据涡街频率与流量的关系,计算出被测流体的体积流量。

三、涡街流量计的测量原理

  1. 涡街频率与流量的关系

涡街流量计的测量原理基于涡街频率与流量的关系。根据流体力学原理,涡街频率f与流体的流速v、圆柱体的直径D和斯特劳哈数St有关,即:

f = S * v / D

其中,S为斯特劳哈数,其值与圆柱体的几何形状和流体的雷诺数有关。


  1. 流量计算

根据涡街频率与流量的关系,可以推导出流量计算公式:

Q = C * f * A

其中,Q为体积流量,C为流量系数,A为涡街发生体的横截面积。

四、涡街流量计的特点

  1. 高精度:涡街流量计具有较高的测量精度,可达到±0.5%。

  2. 高稳定性:涡街流量计的测量结果受温度、压力、密度等因素的影响较小,具有较高的稳定性。

  3. 广泛适用:涡街流量计适用于各种流体介质,如气体、液体和蒸汽。

  4. 安装方便:涡街流量计的安装过程简单,可快速投入使用。

  5. 维护方便:涡街流量计的维护工作量较小,使用寿命长。

总之,涡街流量计的测量原理基于涡街效应,通过检测涡街频率与流量的关系,实现对流量的精确测量。涡街流量计具有高精度、高稳定性、广泛适用等特点,在工业生产、环保监测、能源计量等领域具有广泛的应用前景。

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