oval渦流流量計(jì)測(cè)量原理

oval渦流流量計(jì)測(cè)量原理

1513 年，列奧納多·達(dá)·芬奇（Leonardo da Vinci）觀察到在放置在河中的一根柱子后面出現(xiàn)渦流的現(xiàn)象。后來，在 1911 年，Theodor von Kalmann 在理論上闡明了交替規(guī)則的渦街是在放置在流體流中的物體的下游產(chǎn)生的。這條漩渦街以他的名字命名為卡門漩渦街。在自然界中，卡門渦流使旗幟在風(fēng)中飄揚(yáng)，電線在風(fēng)中嚎叫，水草在溪流的木樁上搖擺。

渦流流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理

渦街流量計(jì)由在管道內(nèi)產(chǎn)生卡門渦流的“渦流發(fā)生器（鈍體）"、檢測(cè)渦流的傳感器和對(duì)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理的轉(zhuǎn)換器（放大器）組成，如圖上圖。。上述卡門渦流是在與流動(dòng)成直角放置的渦流脫落器的下游產(chǎn)生的。已知卡門渦旋的產(chǎn)生頻率與流體的流速(流速)成正比，關(guān)系式如下。

f ＝ St Vd

其中 f 是渦流頻率，V 是流體的平均速度，d 是渦流發(fā)生器的寬度，St 是稱為 Strouhal 數(shù)的常數(shù)。Strouhal 數(shù)隨雷諾數(shù)（確定流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)值）而變化，但在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)幾乎是恒定的。因此，在斯特勞哈爾數(shù)恒定的范圍內(nèi)，渦流頻率與流速成正比，可以確定流量（體積流量）。

渦流檢測(cè)方法的種類

許多渦流檢測(cè)元件已被開發(fā)并投入實(shí)際使用，并利用各自的特點(diǎn)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。主要檢測(cè)元件及檢測(cè)原理如下表所示。目前，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用性高、價(jià)格相對(duì)低廉的壓電元件型是主流。

檢測(cè)元件	分類	渦流檢測(cè)過程
壓電元件	壓力變化	渦流產(chǎn)生 →	產(chǎn)生差壓 →	力量變化 →	壓電元件的應(yīng)力變化→	收費(fèi)變化
應(yīng)變計(jì)					應(yīng)變片產(chǎn)生的變形 →	電阻變化
電容式傳感器					隔膜更換 →	電容變化
梭式活塞					活塞垂直運(yùn)動(dòng) →	電壓變化
梭式活塞					活塞垂直運(yùn)動(dòng) →	電壓變化
熱敏電阻	速度變化			速度變化 →	熱敏電阻的溫度變化 →	電阻變化
超聲波	速度變化			速度變化 →	聲波傳播速度變化→	頻率變化