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應力式渦街流量計結構圖及工作原理
應力式渦街流量計結構圖及工作原理1 概述
渦街流量計是一種常用的流量測量儀表，隨著現代精細化工技術的迅猛發展，越來越廣泛地應用于石化、造紙、冶金、環保、食品等行業領域。電磁流量計用于對復雜的工業管道系統進行流體監測[1]、對系統的原料及成品情況進行實時監控、為系統的自動化控制提供依據等等。
由于電磁流量計分布分散，運行環境較為復雜，電磁流量計其安裝工藝極可能影響其運行工況和發生故障的機率，從而影響整個儀表控制系統的運行。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生的，也就是說會在旋渦發生體兩側(或后面)產生靜壓差。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；
ρ——流體密度；
U——流體流速；
d——柱型迎流面寬度；
D——管道內徑。
應力式檢測法就是將這個升力用壓電傳感器進行檢測，經電荷——電壓轉換、放大、濾波、整形，輸出與旋渦發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。近年來生產廠家做了大量的工作彌補此缺陷，并且已經取得了很好的效果，對此將在后面做詳細介紹。這里僅介紹其探頭抗振結構，一般應力式渦街流量計的探頭結構及工作示意如圖2-10所示。
應力式渦街流量計結構圖及工作原理
應力式渦街流量計結構圖及工作原理:探頭以固定盤為中心上下做成對稱結構，下面插入儀表傳感器內，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構，信號從橋路對稱點引出。靜態下由于橋路對稱結構元輸出信號，當管道振動時由于傳感器外結構是對稱的，氣體渦輪流量計因此管道震動狀態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生變化。此時四個應變片組成的橋路平衡狀態被破壞，探頭隨著渦街頻率的變化輸出交變的電荷信號。
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