[實用新型]雙鈍體差動式渦街流量計

無效

• 申請號: 00244145.4
• 申請日: 2000-07-25
• 公開（公告）號: CN2434645Y
• 公開（公告）日: 2001-06-13
• 發明（設計）人: 傅新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01F1/32
• 分類號: G01F1/32
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 林懷禹

本實用新型涉及測量流體流量的裝置，是一種雙鈍體差動式渦街流量計。

流體流經非流線型鈍體時，在鈍體的兩側會形成卡門渦街，伴隨旋渦的交替脫落，在鈍體的周圍和下游會引發流體振動。在一定的流速范圍內，流體振動的頻率與流體的流速成正比。利用這一原理研制的渦街流量計在國內外已經得到較廣泛的應用。

現有渦街流量計的主要特征是在流道內安裝一個鈍體，在鈍體內或鈍體下游安裝一個傳感器，利用二次儀表對傳感器檢測到的旋渦脫落或流體振動信號進行處理，并按儀表系數折算成流體流量。現有渦街流量計存在兩大問題：1、可測量的流量下限較高。渦街流量計要求在其測量范圍內，旋渦的脫落頻率與流體的流速成正比，而旋渦脫落的頻率與斯特羅哈數(Strouhal?Number)有關，即：f=St×v÷d，(f為旋渦脫落頻率，St為斯特羅哈數，v為被測量流體的流速，d為流道的水力學直徑)，研究表明：只有當雷諾數在某一范圍內時，斯特羅哈數才為常數，此時旋渦脫落頻率與被測流體的流速成正比，鈍體繞流的這一特性限制了渦街流量計的測量范圍。2、抗干擾性能差。由于渦街流量計是利用旋渦引起的流體振動來測量流體的流量，而被測量系統中的脈動流、紊流、水擊、氣穴等，以及周圍環境中的振動與噪音源也會引起被測量系統中流體的振動，它們將對旋渦引起的流體振動產生干擾，并明顯地影響測量的準確性。由于這種干擾發生在流體振動源上，在二次儀表中很難將其去掉。

本實用新型的目的是：提供一種測量的流量下限較低的，抗干擾性能高的雙鈍體差動式渦街流量計。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：它包括管道、鈍體、傳感器、二次儀表，其特征在于：在管道內裝有垂直于管道軸線，其橫截面為非流線型柱體的前鈍體和后鈍體，在后鈍體側面對稱位置或與管道軸線和后鈍全軸線構成的平面等距離位置上，分別裝有傳感器和傳感器，兩傳感器構成一個差動式傳感器，兩傳感器分別通過線路與管道外的二次儀表連接。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構框圖；

圖2是本實用新型的結構原理圖；

圖3是本實用新型的各種鈍體橫截面圖。

下面結合附圖，對本實用新型作進一步描述。

如圖1、圖2所示，本實用新型的管道1兩側通過連接件與待測系統的管路連接，前鈍體2和后鈍體3垂直于管道軸線安裝在管道l內，在后鈍體3側面對稱位置或與管道1軸線和后鈍體3軸線構成的平面等距離位置上，分別裝有傳感器4和傳感器5，線路8用于連接傳感器4和傳感器5與二次儀表6，接線管7用于安裝連接傳感器4和傳感器5與二次儀表6的線路8。兩傳感器為壓電式或電容式傳感器。

如圖3所示，本實用新型的前鈍體2和后鈍體3為非流線型柱體金屬鈍體，其橫截面形如圖3(a)所示，或形如圖3(b)所示，或形如圖3(c)所示，或形如圖3(d)所示。

本實用新型的工作過程如下：將雙鈍體差動式渦街流量計安裝在待測系統的管路中，流體在流經前鈍體2時形成渦街，渦街在通過后鈍體3時被強化，流體振動的振幅增大。傳感器4和傳感器5分別測量到頻率相同、振幅相近、相位相差180°的流體振動信號和共模干擾信號，對傳感器4和傳感器5測得的信號進行差動處理，流體振動信號被加強，共模干擾信號被抑制。將差動信號在二次儀表6中實現振動信號的處理、振動頻率的計數、振動頻率與流量的換算、流量的顯示等功能。

本實用新型與現有技術相比具有的有益的效果是：

1、利用優化的雙鈍體組合結構可以引發旋渦重疊現象，使流體振動增強。在雷諾數相同的情況下，與振動頻率成線性對應關系的流體的流理下限下降2-4倍，按此原理設計的雙鈍體差動式渦街流量計的測量范圍可比現有渦街流量計明顯擴大。

2、由旋渦運動引起的流體振動，在與流道軸線和鈍體軸線構成的平面等距離的點上，具有頻率相同、強度相近、相位相差180°的特點，利用差動式傳感器提取差動信號和抑制共模信號的方法，可使雙鈍體差動式渦街流量計的抗干擾性能比現有渦街流量計明顯提高。