旋渦流量計的工作原理是什麽

旋渦流量計（jì）具有流（liú）量、溫（wēn）度、壓力檢（jiǎn）測功能於一體，並能進行溫度、壓力、壓縮（suō）因（yīn）子自動補償，是石油、化工、電力、冶金等行業用（yòng）於氣（qì）體計量的理想儀表。

 

旋渦流量計結構與工作原理

 

1.1 流量計結構

旋渦流量計結（jié）構緊湊，主要由殼體、旋渦發生體、傳感器（溫度、壓力、流量）、整流器和積算儀構成。

1.旋渦發生體：用鋁合金製成，具有一定角度的螺旋葉片，它固（gù）定在殼體收縮段前部，強迫流體產生強（qiáng）烈的旋渦（wō）流。

⒉殼體：本身帶有法蘭，並有一定形狀的流體（tǐ）通道，根據不同的工（gōng）作壓力，殼體材（cái）料可采用鑄鋁合金（jīn）或不（bú）鏽鋼（gāng）。

⒊智能（néng）流量（liàng）計（jì）積算（suàn）儀：由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢（jiǎn）測數字通（tōng）道以及微處理單元、液晶驅動電路和其它輔助電路組成，並配有外輸信號接口。

4.溫度傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件，在一定（dìng）溫度範圍（wéi）內，其電阻（zǔ）值與溫度成對應關係。

5.壓力傳感器：以壓阻式擴散矽橋路為敏感元（yuán）件，其橋臂電阻在外界壓力（lì）作用下會發生預期變（biàn）化，因此在一定激勵電（diàn）流作用下，其兩個輸出端（duān）的電位差與外界壓力成正比。

6.流（liú）量傳感器：安裝在靠近殼體擴張段的喉（hóu）部，可檢測（cè）出旋渦進動的頻率信號。

7.整流器：固定在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減小對下遊儀表性能的影響。

 

1.2 工作（zuò）原理

流量（liàng）傳感器（qì）的流（liú）通剖麵類似文丘利管的型式（如圖 2）。在入口側安放（fàng）一組螺旋型導流葉片，當流體進入流量傳感（gǎn）器時，導流葉片迫使流體產生劇烈的（de）旋渦（wō）流。當流體進入擴（kuò）散段時（shí），旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該（gāi）進動頻率與流量（liàng）大小成正比，不受流體物理（lǐ）性質和密度的影響，檢測元件測（cè）得流體二次旋轉（zhuǎn）進動頻率（lǜ）就能在較寬（kuān）的流量範圍內獲得良好的線性度。信號（hào）經前置放（fàng）大器放（fàng）大、濾波、整形轉（zhuǎn）換為與流速成（chéng）正比的脈衝（chōng）信號，然後再與溫度、壓力等檢測信（xìn）號一起被送往微處理器進行積算處（chù）理（lǐ），*後在液（yè）晶顯示屏上顯示（shì）出測量結果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓（yā）力數據)。積算儀原理框（kuàng）圖如（rú）圖 3 所示。

 

1.3 流量積算儀工作原理

流量（liàng）積算儀由溫度和（hé）壓力檢測模擬通（tōng）道、流（liú）量傳感器通道以（yǐ）及微處理器單元組成，並配（pèi）有（yǒu）外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態方程進行溫壓補（bǔ）償，並動進（jìn）行壓縮因子修正（zhèng），氣態方程如下：

QN——標況下的體積流量(Nm3/h)；

QV——工（gōng）況下的體積流（liú）量(m3/h)；

Pa——當地大氣壓力（KPa）；

P ——流量計取壓孔測量的表壓（yā）（KPa）；

PN——標準狀態下的大氣壓力（101.325 KPa）；

TN——標（biāo）準狀態（tài）下（xià）的絕對溫度（293.15K）；

T ——被測流體的絕對溫度（K）；

ZN——氣體在標況下的壓縮係數；

Z ——氣體在工況下的壓縮係數；

注：當（dāng）用鍾罩或（huò）負壓標定時取（qǔ） ZN/Z=1，對天然氣（qì）(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天（tiān）然氣總公司的標（biāo）準（zhǔn） SY／T6143－1996 中的公式計（jì）算。