應力式渦街流量計結(jié)構圖及工作原理
應力式渦街流量計結(jié)構圖及工作原理1 概述
    渦街流量計是一種常用的流量測量儀表，隨著現(xiàn)代精細化工技術的迅猛發(fā)展，越來越廣泛地應用于石化、造紙、冶金、環(huán)保、食品等行業(yè)領域。電磁流量計用于對復雜的工業(yè)管道系統(tǒng)進行流體監(jiān)測[1]、對系統(tǒng)的原料及成品情況進行實時監(jiān)控、為系統(tǒng)的自動化控制提供依據(jù)等等。
    由于電磁流量計分布分散，運行環(huán)境較為復雜，電磁流量計其安裝工藝極可能影響其運行工況和發(fā)生故障的機率，從而影響整個儀表控制系統(tǒng)的運行。故對電磁流量計原理的分析、安裝工藝的研究正如以上介紹，旋渦的分離是交替產(chǎn)生的，也就是說會在旋渦發(fā)生體兩側(cè)(或后面)產(chǎn)生靜壓差。這個壓差會使柱體受到與流動方向垂直的流體作用力，這個作用力稱作橫向升力，它的表達式是：
式中：F——橫向升力；
C——升力系數(shù)；
ρ——流體密度；
U——流體流速；
d——柱型迎流面寬度；
D——管道內(nèi)徑。
應力式檢測法就是將這個升力用壓電傳感器進行檢測，經(jīng)電荷——電壓轉(zhuǎn)換、放大、濾波、整形，輸出與旋渦發(fā)生頻率同步的脈沖信號。應力式檢測法信號傳感器響應速度快、信號強、工藝性好、制造成本低。儀表的工作溫度范圍寬，現(xiàn)場適應性強，可靠性高。因此它是目前渦街流量計的主要檢測方式。但是，相對來說它對管道振動比較敏感，液體渦輪流量計因此不適合在管道振動較強的場合使用。近年來生產(chǎn)廠家做了大量的工作彌補此缺陷，并且已經(jīng)取得了很好的效果，對此將在后面做詳細介紹。這里僅介紹其探頭抗振結(jié)構，一般應力式渦街流量計的探頭結(jié)構及工作示意如圖2-10所示。
 

應力式渦街流量計結(jié)構圖及工作原理

應力式渦街流量計結(jié)構圖及工作原理:探頭以固定盤為中心上下做成對稱結(jié)構，下面插入儀表傳感器內(nèi)，上部則露在儀表傳感器外，同時在上下對稱位置貼有四個應變片。下面兩個稱為檢測用應變片，而上面兩個則稱為補償用應變片。四個應變片連接成橋路結(jié)構，信號從橋路對稱點引出。靜態(tài)下由于橋路對稱結(jié)構元輸出信號，當管道振動時由于傳感器外結(jié)構是對稱的，氣體渦輪流量計因此管道震動狀態(tài)下探頭變形上下兩部分也是相同的，應變片變形也是上下對稱的，如圖2-10所示。因此此時輸出信號仍然零，起到了探頭抗振的效果。正常工作狀態(tài)下，探頭的下部在傳感器里面，受渦街橫向升力作用在流體流動的垂直方向有左右變形，而傳感器外面的部分則不發(fā)生變化。此時四個應變片組成的橋路平衡狀態(tài)被破壞，探頭隨著渦街頻率的變化輸出交變的電荷信號。