CN201508201U - 单侧管壁上取差压的差压检测式涡街流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种在单侧管壁上取差压的差压检测式涡街流量计，包括：通流管1，其内流过待测流体；旋涡发生体6，安置在通流管内；压差传感器4，检测通流管内待测流体的压力变化；其中，在旋涡发生体一侧的通流管1管壁上设置沿流向依次布置的第一和第二感压孔2a和2b，第一和第二感压孔位于所述旋涡发生体的迎流面的下游，分别通过两引压管3a、3b与差压传感器4相连。通过在旋涡发生体任一侧的管壁上的两个静压感压孔和与其分别连接的两引压管，将交变差压信号引导到差压传感器，检测出旋涡分离频率，从而检测出流量。本实用新型不但降低流动噪声信号而具有更好的系统频率响应特性，而且方便了涡街流量计中附件以及差压传感器的结构布置。

Description

单侧管壁上取差压的差压检测式涡街流量计

技术领域

本实用新型涉及一种测量旋涡分离频率的涡街流量计，特别涉及一种在管壁上取压差的差压检测式涡街流量计。

背景技术

在流体流动的管道中，垂直流向插入一定形状的旋涡发生体，当流体绕过发生体时，在发生体两侧会交替产生规则的旋涡，这种旋涡被称作卡门涡街，涡街频率正比于管道内流体速度。涡街流量计就是依据涡街频率与流速的相互关系的原理进行工作的。因此旋涡分离频率的检测便成为涡旋流量计的关键技术。目前，旋涡分离频率的检测方法有多种，其中，工业生产中比较常用的是压电检测式涡街流量计和差压检测式涡街流量计。

现有的差压检测式涡街流量计(如图1)采用两侧管壁取差压的方法，即在旋涡发生体后两侧流管壁上分别设置引压孔，用差压传感器测量这两点的差压，通过差压传感器输出的差压信号得到旋涡分离频率，进而获得体积流量值。由于这种两侧壁取压方式的取压点全部处于旋涡发生体的后部的旋涡尾流部分，此处是流动噪声最强的区域，因此，最终所采集的差压信号中必然叠加有较强，较复杂的流动澡声信号，这将加重信号处理电路的负担。此外，这种取压方式还会增加引压管线的长度，不利于涡街流量计中附件以及差压传感器的结构布置，同时还会使得取压系统的频率特性受到影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在单侧管壁上取差压的差压检测式涡街流量计，该涡节流量计能够降低流动噪声信号，获得更好的系统频率相应特性。

为本实用新型的目的，提供以下技术方案：一种在单侧管壁上取差压的差压检测式涡街流量计，包括：通流管，其内流过待测流体；旋涡发生体，安置在通流管内；压差压传感器，检测通流管内待测流体的压力变化，其中，在旋涡发生体一侧的通流管管壁上设置沿流向依次布置的第一和第二感压孔，第一和第二感压孔分别通过第一引压管和第二引压管与差压传感器相连。

其中第一和第二感压孔(2a、2b)位于所述旋涡发生体(6)的迎流面的下游，并处于沿流向的同一平面内，所述平面垂直于旋涡发生体的纵轴。

特别是，第一感压孔距离旋涡发生体的迎流面的距离F的范围在0.2d-0.7d，其中d为所述旋涡发生体的迎流面宽度。

特别是，第二感压孔与第一感压孔之间的间距H由以下公式限定：H＝0.5d(1-1.25d/D)/St

其中：D为通流管的内径，St为在流量测量范围内的平均斯特罗哈尔数。

特别是，感压孔的内径取值不小于3mm，优选在3-10mm。感压孔和引压管的内径相同。

本实用新型的优点体现在以下方面：

本实用新型通过在旋涡发生体任一侧的管壁上的两个静压感压孔和与其分别连接的两引压管，将交变差压信号引导到差压传感器，检测出旋涡分离频率，从而检测出流量，因此感压孔的位置避开了流动噪声最强的区域，可以降低流动噪声信号。

此外，本实用新型由于感压孔在通流管的同一侧，因此导压管线的长度将较短，可以获得更好的系统频率响应特性。而且，同侧布置两根导压管也方便了涡街流量计中附件以及差压传感器的结构布置，使得本实用新型涡街流量计整体结构紧凑，适合批量生产。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是现有技术中在两侧管壁上取差压的差压式涡街流量计的组成示意图；

图2是本实用新型涡街流量计的组成示意图；

图3是图2中所示本实用新型的通流管和旋涡发生体的结构放大视图；

图4是本实用新型涡街流量计不同流量下的信号波形。

附图标记说明：1、通流管；2a、第一感压孔；2b、第二感压孔；3a、第一引压管；3b、第二引压管；4、差压传感器；5、旋涡频率检测电路；6、旋涡发生体；6a、迎流面；

d、迎流面宽度；F、第一感压孔与迎流面的间距；H、第一和第二感压孔之间的间距。

具体实施方式

根据卡门涡街理论，在流体流动过程中由于旋涡分离形成稳定的涡街时，错列涡街旋涡阵列的纵向和横向间距将保持恒定，不随流速变化而发生改变。因此，处于旋涡发生体同侧且距离为涡街旋涡纵向间距的两点，将具有同步的压力变化曲线；而距离为涡街旋涡纵向间距之半的两点，将具有相位相差180°的压力变化曲线，此两点压差脉动幅度将是单点压力脉动幅度之2倍。本实用新型就是根据此原理，在同侧流管上取出与旋涡分离频率相同的交变差压信号。

如图2所示，图2是本实用新型涡街流量计的组成示意图。该涡街流量计包括：通流管1、安置在通流管1内的旋涡发生体6、通过第一引压管3a和第二引压管3b与通流管相连的差压传感器4，压差传感器4还连接有旋涡频率检测电路5，通流管1上设有第一感压孔2a和第二感压孔2b，分别与第一引压管3a和第二引压管3b相通。

从图中可以看到，第一感压孔2a和第二感压孔2b通过与其分别连接的两引压管3a和3b，将交变差压信号引导到差压传感器4，差压传感器进一步地将接受到的信号传递给与其相连的旋涡频率检测电路5，旋涡频率检测电路5检测出旋涡分离频率，从而检测出流量。

图3是图2中所示本实用新型的通流管和旋涡发生体的结构放大视图。如图所示，第一感压孔2a和第二感压孔2b位于旋涡发生体6的同侧通流管1管壁上，处于旋涡发生体6迎流面6a的下游，沿流向依次布置，使其处于沿流向的同一平面内，该平面是垂直于旋涡发生体6的纵轴的平面。

实施例1

通流管1的实际内径D为40mm，旋涡发生体6为截面呈等腰三角形的柱形发生体。

第一感压孔2a距离旋涡发生体6的迎流面6a的距离F取7.84mm；第二感压孔2b与第一感压孔2a之间的间距H取为43.2mm。

感压孔和导压管直径Φ为4mm，第一引压管3a与第二引压管3b的长度均为100mm。差压传感器4采用满量程25KPa输出60mV的双端隔离型差压传感器。

图4给出了管道内流体流量范围为10m³/h-150m³/h输出信号频率范围为30Hz-400Hz下的差压信号波形图。图中上波形表示未经滤波的电压信号波形，下波形表示经滤波后的电压信号波形。

当记录不同波形图时，时间轴(X轴)和电压轴(Y轴)采用不同的档位。

从图4中可知，电压信号幅度与流量之间存在很好的二次关系。由于差压传感器输出的电压信号幅度与作用于差压传感器上的差压幅度有严格的线性关系，所以此处差压信号幅度与流量的二次方之间是线性关系。因此，用本实用新型所述的涡街流量计可以很好的达到流体流量检测的目的。

尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种涡街流量计，包括：

通流管(1)，其内流过待测流体；

旋涡发生体(6)，安置在通流管(1)内；

检测通流管内待测流体的压力变化的压差传感器(4)；其特征在于：

在旋涡发生体(6)一侧的通流管(1)管壁上，设置沿流向依次布置的第一和第二感压孔(2a和2b)，第一和第二感压孔分别通过两引压管(3a、3b)与差压传感器(4)相连。

2.如权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于：

所述第一和第二感压孔(2a、2b)位于所述旋涡发生体(6)的迎流面的下游，并处于沿流向的同一平面内，所述平面垂直于旋涡发生体(6)的纵轴。

3.如权利要求1或2所述的涡街流量计，其特征在于：所述第一感压孔(2a)距离旋涡发生体(6)的迎流面(6a)的距离(F)的范围在0.2d-0.7d，其中d为所述旋涡发生体(6)的迎流面宽度。

4.如权利要求3所述的涡街流量计，其特征在于：所述第二感压孔(2b)与所述第一感压孔之间的间距H由以下公式限定：

H＝0.5d(1-1.25d/D)/St

其中：D为通流管(1)的内径，St为在流量测量范围内的平均斯特罗哈尔数。

5.如权利要求1或2所述的涡街流量计，其特征在于：所述感压孔的内径取值不小于3mm。

6.如权利要求5所述的涡街流量计，其特征在于：所述感压孔的内径取值在3-10mm的范围内。

7.如权利要求1或2所述的涡街流量计，其特征在于：所述感压孔和引压管的内径相同。

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