文档介绍：电磁法检测漩涡频率的涡街流量计
第 28 卷第 1 期
2001 年
北京化工大学学报
JOURNAL OF BEIJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY
Vol. 28 , No. 1
2001
电磁法检测漩涡频率的涡街流量计
莫德举李立平郭红晓
北京化工大学信息科学与技术学院, 北京
摘要: 传统的涡街流量计对管径雷诺数 ReD 104 时的流量不能测量,且仪表的耐震性差,遇到安装地点震动或
管道振动的场合,则测量结果经常失真,不能保证准确性,并且仪表的安装条件苛刻。文中介绍了基于电磁检测法
的电磁涡街流量计的原理、设计及如何克服上述缺点的举措。
关键词: 流量计; 漩涡; 电磁
中图分类号: TQ
收稿日期:
第一作者: 男,1945 年生,副教授
自从 1969 年第一台涡街流量计问世以来,由于
可以测量气体、液体和蒸汽的流量,而且结构简单、
范围度宽、压力损失低、输出信号和流量呈线性关
系、价格适中,使得涡街流量计的发展异常迅速,市
场占有率上升到流量仪表的 10 %以上。涡街流量
计在工业应用中仍然存在以下问题:
1抗干扰性差,尤其对管道振动敏感,常影响
测量结果;
2涡街流量计是速度式仪表,流体在管道流动
时的分布畸变会影响漩涡的形式,要求在流量计的
上游至少安装 10 D D 为管道直径长度的直管段,
下游则有 5 D 的直管段;
3 测量时,被测流体必须满足 ReD ≥2 ×104
才能产生稳定的漩涡。
1 测量原理
如图 1 所示,电磁涡街流量计由二部分组成:转
换显示电路上部和流量传感器下部。
流量传感器主要由漩涡发生体、信号电极、永久
磁铁、壳体组成。涡街流量传感器的工作原理如图
2 所示。
被测流体流经漩涡发生体时,当流量增大到一
定程度时,流体会在漩涡发生体两侧产生交替变化
的两列漩涡。当两列漩涡的距离 h 满足公式 h
113 b 时,产生的漩涡是稳定的。单列漩涡的频率和
流体流速之间呈下列关系:
图 1 电磁涡街流量计结构
Fig. 1 The structure of ic
图 2 漩涡产生的原理
Fig. 2 The principle of generating vortex
f S t v1b 1
式中, v1 为漩涡发生体两侧平均流速, m/ s; b 为漩
涡发生体迎流面的最大宽度, m ; S t 为斯特劳哈尔
数,当雷诺数 ReD ≥2 ×104 ,漩涡发生体和管径尺寸
确定后,是一常数。将式 1 整理得
v1
b
S t f 2
当涡街流量计的柱宽比 b/ D 0128 时,经计算漩涡
发生体两侧的流通面积 S 1 为
S 1
πD2
4 1 - 1125 bD 3
则流经管道的被测流体的体积流量
qv S 1 v1
π
4 D
2 1 - 1125 bD ?bS t f Kf 4
式中 K πD
2 b
4 S t 1 - 1125 bD
由式 4 知,对于已确定口径的流量计, b、D 固定。
在一定的流量范围内 S t 是常数,所以 K 为一常数;
则单列漩涡的频率 f 和流量 qv 成正比,只