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横河涡街流量计工作原理

横河涡街流量计工作原理:


日本横河电机生产一体型涡街流量计可以测量蒸汽、气体、液体等所有工况条件,具有可靠的性能、精度等级高、抗干扰能力强、高低温工况都能很好使用、维护成本低等特点,横河的一体型涡街流量计已经在国内外各化工厂、电力、冶金、水处理等各个领域广泛应用,已成为当今流量计第一大品牌。

日本横河电机在1979年开发了全球第一台涡街流量计。在过去的三十年中,由于其长期稳定和高精度等特点,帮助客户在生产性方面获得了重大的进步。为了顺应不断变化的市场需求,横河电机已经相应开发出高温型、低温型、双传感器型、缩径型和现场总线通信型等产品。

近来,横河电机的涡街流量计在蒸汽流量测量方面得到了很好的应用,为客户的节能活动作出贡献。横河电极将持续研发新产品以满足客户和市场的需求。

测量原理

将旋涡发生体放置在流体中,在旋涡发生体下游将交替产生卡曼旋涡。卡曼旋涡通过旋涡发生体上部的2个压电元件检测旋涡的频率。

旋涡频率在固定的雷诺数范围内与流速成比例,所以通过测量旋涡的频率可测量流速以及流量。

流体振动原理

当涡街在旋涡发生体下游形成以后,仔细观察其运动,可见它一面以速度u-ur平行于轴线运动,另外还在与轴线垂直方向上振动.这说明流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用.下面讨论这个垂直方向上力的产生原因及计算方法.
同前讨论,假定来流是无旋的,根据汤姆生定律:沿封闭流动流线的环量不随时间而改变.那么,当在旋涡发生体右(或左)下方产生一个旋涡以后,必须在其它地方产生一个相反的环量,以使合环量为零.这个环量就是旋涡发生体周围的环流.根据茹科夫斯基的升力定理,由于这个环量的存在,会在旋涡发生体上产生一个升力,该升力垂直于来流方向这就是作用在旋涡发生体上的升力.由于旋涡在旋涡发生体两侧交替发生,且旋转方向相反,故作用在发生体上的力亦是交替变化的.而流体则受到发生体的反作用力,产生垂直于铀线方向的振动,这就是流体振动的原理.
从上述分析可以知道:交替地作用在旋涡发生体上升力的频率就是旋涡的脱落频率.通过检测该升力的变化频率,就可以得到旋涡的脱落频率,从而可得流体的流速值。
流量公式
涡街流量计是一种速度式流量计,它测的是流体的流速u.为得到流量值,必须乘以流通截面积A.对于不同形式的旋涡发生器,它的流通截面积计算是不同的.以下仅举圆柱形流通截面积A可表示为
A≈  (1-1. 25  ) (3-33)

由此可得流量公式为

qv=Au=  (1-1. 25  ) (3-34)

从该式可知,流量qv与旋涡脱落频率f在一定雷诺数范围内成线性关系。因此,也将这种流量计称为线性流量计。

 

旋涡流量计的特点

·安装简单,有法兰和夹持式连接方式。

·无需调整零点。

·由于不存在可移动部件所以具有优越的可靠性和稳定性。

·检测部分仅有旋涡发生体的简单构造。压力损失小、无泄露点、安全性能高。

·坚固的传感器构造可测量高温(*高450℃)、高压流体。

通过Yokogawa独特的数字信号处理技术(SSP),可自动调整到*佳的测量条件。减少噪声低成本优势管体强烈振动产生的噪声,会影响到旋涡频率的检测。在digitalYEWFLO中组装了两片压电元件,元件本身为不识别流体方向和垂直方向振动的极化构造。另一方面,对于升力方向的噪音通过调节压电元件的输出得以降低。SSP*新的数字信号处理技术伴随着这些特点,可以提供优化的和稳定的测量值。*低可选择小2个尺寸的一体式构造。

标准型(DY***)

◆ 无需安装渐缩管/渐扩管和必要短管。削减安装成本且提高安性!

◆ 增大仪表安装空间。

◆ 提高了低流量领域的稳定性!1台设备可进行广范围的稳定测量削减安装成本!低成本优势

缩径型(DY***/R1, /R2)

缩径型的新安装提案旧的安装方式

· 一体式构造的安全性:与标准型相同,无渗漏点。连接部分仅有检出部分的两端。

· 检测部分的面间距与标准型统一尺寸,使更换更为简单。

DY系列是一个免维护的流量计。它有一个电流回路用于分析检测到的频率,仅允许相关的旋涡频率通过滤波器,因此能精确的定义和消除噪音。DY的SSP功能使流量在波动的情况下也能输出相应的旋涡频率信号。

低成本优势无需安装渐缩管/渐扩管和必要短管。削减安装成本且提高安全性!

◆ 增大仪表安装空间。

◆ 提高了低流量领域的稳定性!1台设备可进行广范围的稳定测量,削减安装成本!

高温型/超低温型

高温、超低温的流体测量。

*高温度450°C, *低温度-196°


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