涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。传感器包括旋涡发生体(阻流体)、检测元件、仪表表体等;转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。
(1)旋涡发生体
旋涡发生体是检测器的主要部件,它与仪表的流量特性(仪表系数、线性度、范围度等)和阻力特性(压力损失)密切相关,对它的要求如下。
- 能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离;
- 在较宽的雷诺数范围内,有稳定的旋涡分离点,保持恒定的斯特劳哈尔数;
- 能产生强烈的涡街,信号的信噪比高;
- 形状和结构简单,便于加工和几何参数标准化,以及各种检测元件的安装和组合;
- 材质应满足流体性质的要求,耐腐蚀,耐磨蚀,耐温度变化;
- 固有频率在涡街信号的频带外。
已经开发出形状繁多的旋涡发生体,它可分为单旋涡发生体和多旋涡发生体两类。三角柱形旋涡发生体是应用最广泛的一种,为提高涡街强度和稳定性,可采用多旋涡发生体,不过它的应用并不普遍。
(2)检测元件
涡街流量计检测旋涡信号有5种方式。
- 用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生体两侧差压;
- 旋涡发生体上开设导压孔,在导压孔中安装检测元件检测发生体两侧差压;
- 检测旋涡发生体周围交变环流;
- 检测旋涡发生体背面交变差压;
- 检测尾流中旋涡列。
根据这5种检测方式,采用不同的检测技术(热敏、超声、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等)可以构成不同类型涡街流量计。
(3)转换器
检测元件把涡街信号转换成电信号,该信号既微弱又含有不同成分的噪声,必须进行放大、滤波、整形等处理才能得出与流量成比例的脉冲信号。不同检测方式应配备不同特性的前置放大器。
(4)仪表表体
仪表表体可分为夹持型和法兰型。
参考文献:姜仲霞、姜川涛、刘桂芳编著.涡街流量计.北京:中国石化出版社,2006