渦街流量計(jì)的測(cè)量原理和信號(hào)處理電路構(gòu)成 |
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測(cè)量原理
渦街流量計(jì)是利用卡門渦街原理進(jìn)行流量測(cè)量的。在測(cè)量管中垂直插入一個(gè)柱狀物時(shí),流體通過(guò)柱狀物兩側(cè)就自然交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦(如下圖所示),這種旋渦列被稱為卡門渦街. 在d/D=0.281時(shí)，釋放的旋渦最穩(wěn)定。（D為管道直徑。）卡門渦街的釋放頻率與流體的流動(dòng)速度及柱狀物的寬度有關(guān).可用下式表示: |
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f=St·v/d
式中 f-卡門渦街的釋放頻率;
St-系數(shù)(稱為斯特羅哈數(shù)):
v-流速;
d-柱狀物寬度. |
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斯特羅哈數(shù)是渦街流量計(jì)的重要系數(shù)，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，斯特羅哈數(shù)接近常數(shù)。如下圖所示，在曲線的St=0.17平直部分，旋渦釋放頻率與流速成正比，檢出頻率f就可求得流速v，由v求出體積流量。
FFM63系列渦街流量計(jì)是一種應(yīng)力式渦街流量計(jì)，其傳感器的旋渦釋放頻率是通過(guò)檢測(cè)傳感器(探頭)內(nèi)部的壓電元件來(lái)檢出的。 |
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轉(zhuǎn)換器電路構(gòu)成 |
轉(zhuǎn)換器是將檢測(cè)元件檢測(cè)的微弱電信號(hào)（雜亂的正旋波）進(jìn)行放大、濾波、整形等處理，輸出與流量成比例的脈沖信號(hào)或者轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4～20mA信號(hào)。FFM63系列渦街流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器電路示意圖如下圖所示： |
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·電荷轉(zhuǎn)換器：將壓電元件輸出的交變電荷經(jīng)電荷轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成與電荷量成比例的電壓。
·交流放大器、低通濾波器：進(jìn)行信號(hào)放大及噪聲消除。
·從電荷轉(zhuǎn)換器輸出的波形：在低流速時(shí)，是管道振動(dòng)等高頻噪聲形成的迭加波形；在高流速時(shí)，是由于差拍信號(hào)形成的包含低頻擺動(dòng)的波形。低流速時(shí)（輸出電壓小）的高頻噪聲由于低通特性而被消除，在高流速的噪聲（輸出電壓大）隨著低通特性解除后具有的限幅特性而被抑制。
·史密特整形器：把旋渦頻率的檢測(cè)電壓轉(zhuǎn)換成一定幅度的脈沖信號(hào)。另外，史密特整形器電路對(duì)輸入，輸出信號(hào)具有滯后作用，能夠抑制由噪聲產(chǎn)生的振蕩。
·F/V轉(zhuǎn)換器：把史密特整形器輸出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成和頻率成比例的摸擬電壓。
·V/I轉(zhuǎn)換器：把V/I轉(zhuǎn)換器的模擬輸出電壓轉(zhuǎn)換成4～20mADC的電流信號(hào)。
·脈沖輸出放大器：把史密特整形電路輸出的脈沖頻率放大。 |
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