宽范围涡街风速仪

    在气象领域、环保领域、矿山井下安全通风系统、森林资源的管理与监测系统、航海事业及科学实验中都需要对气流的流速和风速进行测量。在某些领域,这还是一个重要参数。
    在实际应用中,有各种不同的风速计,如叶轮式风速计、热丝式风速计、激光流速计等,这些风速计有的有运动部件,有的检测元件过于脆弱,有的价格过于昂贵,应用中都有一些
不足之处。
    20世纪70年代,随着涡街流量计的问世及应用的不断扩大,涡街风速仪也成为人们关注的仪器。文献【6]介绍了超声风速仪,这种仪表的原理与在第五章介绍的超声式涡街流量计相同。都是利用旋涡对超声声束的调制作用,通过检测旋涡频率来检测气流流速。但两者相比,又有自己的特点。一般来讲,测量风速时,希望仪表的下限越低越好。但随着流速的降低,雷诺数也随着降低。大量试验证明:当雷诺数Re低到一定值时卡曼涡街的稳定性变差。图10一10给出了两条曲线:Re=100(以发生体宽度d为特征尺寸)是临界雷诺数;Re=300的曲线是涡街进人线性区域的最低雷诺数。由临界雷诺数曲线可知,如果Re<100,就不能形成交替分离的旋涡。而当Re<300,即使旋涡能形成,旋涡的频率与流速的关系也不能保持线性关系。所以要获得满足线性要求的卡曼涡街.达到测量的目的.雷诺数应大于300。
    根据雷诺数的表达式Re=Ud/v,, 当Re确定后,在流速U和发生体的宽度d之间可以做折衷选择。为了降低流速U的下限,可以在保持Re不减小的前提下,增大发生体的宽度d。例如当Re为300时,如果发生体宽度d从0.2英寸(约5mm)增大到0.4英寸(10mm),下限流速可从172英尺/分(约0.87ni/s)下降到86英尺/分(约0.44m/s)。但是随着发生体宽度d的增大,频率常数则随着减小。从图10一11可看出,当发生体从0.2英寸增大到0.4英寸时,频率常数则从1/ 42.5m下降到1/ 20.9m。这说明由于发生体宽度增加,相同流速时对应的频率也明显减小。另一方面由于旋涡频率的降低,测量电路的参数也应作相应的调整,例如滤波器的通频带也应相应下移。

涡街流量计

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