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来了解一下几种典型的涡街流量传感器!

点击次数:98  发布时间:2020-10-22

涡街式流量传感器按测量方式分为应力式、热敏式、电容式、超声式和光纤式等涡街流量测量等。

1.应力式涡街流量传感器

应力式涡街流量传感器是利用漩涡发生后在漩涡发生体上受力的变化频率来测量漩涡频率的。在漩涡发生体内(或漩涡发生体的外部)埋置压电元件,利用压电元件对应力的敏感性,将它受到的交变应力转换交变的电荷信号,经电荷放大、滤波、整形后得到漩涡分离信号相应的脉冲信号或电流信号

压电传感器响应快、信号强、工艺性好、制造成本低、与测量介质不接触、可靠性高。仪表的工作温度范围宽,现场适应性强,可靠性较高,它是目前应力式涡街流量传感器的主要产品类型。但是,它的主要缺点是对管道振动较敏感,经过多年来生产厂家的大量工作,如对仪表本身结构,测量位置以及信号处理等采取措施;在管道安装减震方式下功夫。

2.电容式流量传感器

在漩涡发生体两侧面(或漩涡发生体外部)设置差动电容传感器,其结构原理,安装在涡街流量传感器中的电容测量元件相当于一个悬臂梁。当漩涡产生时,在两侧形成微小的压差,使振动体绕支点产生微小变形,从而导致一个电容间隙减少电容量增大另一个电容间隙增大电容量下降,通过差分电路测量电容差值。电容差值与漩涡分离频率存在对应关系。

电容式流量传感器有两个主要的优点。一是耐振性能好当管道有振动时,不管振动是何方向,由振动产生的惯性力同时作用振动体及电极上,使振动体与电极都在同方向上产生变形,由于设计时保证了振动体与电极的几何结构与尺寸相匹配,使它们的变形量一致,差动信号为零。虽然由于制造工艺的误差,不可能完全消除振动的影响,但大大提高了耐振性能。试验证明,其耐振性能超过1g。二是可耐高温达400oC,温度对电容测量元件的影响有两方面:温度使电容间介电常数发生变化和电极的几何尺寸随温度而变,这些导致电容值发生变化,另一方面由于温度升高金属热电子发射造成电容的漏电流增大。试验证明,当温度升高至400oC时无论电容值变化或漏电流增大都未影响仪表的基本性能。

3.热敏式流量传感器

热敏式流量传感器是采用对流速敏感的热敏元件,通过测量因漩涡分离引起的流速变化来反映分离频率。把自热式热敏电阻置于漩涡发生体底部或适当部位

两只热敏电阻对称地嵌入在漩涡发生体迎流面中间,它与其他两只固定电阻构成一个电桥。电桥通以恒定电流使热敏电阻的温度升高。在流体为静止或漩涡发生体未发生漩涡时,两只热敏电阻温度一致,阻值相等,电桥无电压输出。当漩涡发生体两侧交替发生漩涡时,由于局部流速变化,使热敏电阻的阻值改变,引起电桥输出一系列与漩涡分离频率相对应的电压脉冲。经差动放大、滤波、整形输出涡街脉冲信号

热敏式流量传感器的测量灵敏度较高,下限流速低,对振动不敏感,可用于清洁、无腐蚀性流体测量。

4.超声波涡街流量传感器

在漩涡发生体下游对称安装两对超声波发射换能器及接收换能器T1R1T2R2,探头T1T2发射高频等幅连续声信号,声波横穿流体传播。当声波穿过漩涡时,引起声束偏转,每一对旋转方向相反的漩涡对声波产生一个周期的调制作用,受调制声波被接收探头R1R2转换成电信号,经放大、检波、整形后得漩涡信号。

超声波涡街流量传感器具有较高测量灵敏度,下限流速较低,但温度对声调制有影响,流场变化及液体中含气泡对测量影响较大,所以一般用于温度变化小的气体和含气量微小的液体流量测量。

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