渦街流量計(jì)智能技術(shù)的應(yīng)用與原理 十二

第二章智能壓電式渦街流量計(jì)原理及體系研究

§2．1傳統(tǒng)壓電式渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)及原理

當(dāng)管道中的流體遇到橫置(即與管道軸線相垂直方向)的柱狀障礙物時(shí)，就會產(chǎn)生有規(guī)律的漩渦序列。漩渦成兩列而且平行，有如街區(qū)道路兩旁的路燈，故又稱為“渦街”。根據(jù)漩渦出現(xiàn)的頻率測量介質(zhì)流量，這就是渦街流量計(jì)的基本思想。根據(jù)卡門渦街原理，當(dāng)兩漩渦列之間的距離h和同列的兩個漩渦之間的距離L滿足h／L=O．281時(shí)，由兩列漩渦構(gòu)成的渦街陣

列幾何結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。

利用流體自然振蕩原理，通過檢測在漩渦發(fā)生體后產(chǎn)生的卡門漩渦列的頻率，求出流經(jīng)管道的體積流量。其中以壓電元件作為檢測元件在80年代后期越來越廣泛，尤其是利用應(yīng)力檢測方式。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，如能把檢測元件密封安裝在漩渦發(fā)生體內(nèi)部，則檢測元件不接觸被測流體，耳前采用壓電元件作為檢測元件的漩渦流量計(jì)，其封裝方式和結(jié)構(gòu)各有不同。

本文僅就一種典型的壓電式渦街流量計(jì)討論其結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。

流體的流動方向垂直于紙面，作用在漩渦發(fā)生體上面的交替推力頻率與漩渦發(fā)生體發(fā)出的漩渦頻率相同，這個力使漩渦發(fā)生體產(chǎn)生應(yīng)力變化，由裝在漩渦發(fā)生體內(nèi)的壓電元件檢測出此

應(yīng)力的變化頻率。交替推力的大小與流體流速平方及流體的密度成正比，而交替應(yīng)力誘導(dǎo)的交變電荷的頻率即為漩渦的頻率，將交變電荷經(jīng)電子線路處理后作為漩渦的頻率輸出。

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