CN2107641U - 一种新型涡街流量计 - Google Patents

Abstract

涡街流量计是流量测量中比较先进的一种流量 计，具有灵敏度高、适用范围宽、工作稳定、精度高等 优点。本实用新型由表体、旋涡发生体和压电感测器 组成。表体和旋涡发生体由耐腐蚀材料制成一体化 部件，压电感测器安装在距旋涡发生体一定距离的下 游处。旋涡发生体下端与表体内孔道之间没有间隙， 因此完全消除了由于杂质堵塞间隙而对测量精度所 产生的影响。同时也降低了对零件加工精度及公差 配合的要求，降低了生产成本。

Description

涡街流量计是流量测量领域中比较先进的一种流量计。它具有灵敏度高，适用范围宽，工作稳定，测量准确等优点。涡街流量计是一种利用卡曼（Karman）涡街原理测量流体流速、流量的仪器。当在流体中，垂直于流动方向插入一根非流线形的阻力体时，流经阻力体两侧的流体，便交替地产生一系列的旋涡，称为卡曼涡街。此阻力体称为旋涡发生体。稳定状态下，产生旋涡的频率f与流体的流速V成正比。

f＝S_t· (V)/(d)

式中V为流体流速，d为旋涡发生体的特征宽度，S_t为史特劳哈尔系数，在一定的雷诺数范围（5×10³～5×10⁵）内，S_t为常数。卡曼涡街对旋涡发生体产生交替的旋涡升力，此交变力经旋涡发生体传递，可由装在旋涡发生体内部的压电元件测出，转换为频率与交变力的频率即旋涡频率f成正比的电信号，此电信号的频率即可反映流体的流速或流量。但由于一般的涡街流量计的压电元件，装在旋发生体内，故在流体流动过程中，管道的振动可以通过旋涡发生体传递到压电元件上，从而影响测量的准确度。已有技术常在结构上使内装压电元件的旋涡发生体不与表体直接接触，而保持一定的间隙。为此，对旋涡发生体的固定，已有技术采用了简支梁和悬臂梁两种结构。在简支梁结构中，旋涡发生体的上端以压板固定在表体上部，旋涡发生体的下端与表体管道下端面保持一定的间隙，并以球面螺钉支承。在悬臂梁结构中，旋涡发生体的上端以压板固定在表体上部，旋涡发生体的下端与管道下端面保持一个小于0.06mm的间隙。中国专利CN86101855提供了一种简支梁固定的涡街流量计。西德E＋H公司生产的涡街流量计采用悬臂梁结构。这两类型的涡街流量计由于旋涡发生体的下端与管道内表面之间存在着微小间隙，易被流体中所含的杂质堵塞，从而影响测量的准确度，同时对仪表另件的加工尺寸以及公差配合有很严格的要求，增大了生产难度和生产成本。

本实用新型的目的是提供一种旋涡发生体与管道之间完全消除间隙，从而消除杂质堵塞对测量精度影响的涡街流量计。

本实用新型由表体1、旋涡发生体2以及压电感测器3组成。图1为其组成图。表体1和旋涡发生体2用耐腐蚀材料制成一体化的部件，可以用金属材料，也可以用非金属材料，也可以分别制作，然后用焊接、粘接、机械连接等方式连成一体。4为内壁光滑的孔道，被测流体由孔道4流过。旋涡发生体2位于孔道4的正中部位，与孔道4的纵轴线即流体的流动方向垂直。旋涡发生体2为非流线型体，其截面可以制成三角形、梯形、矩形、六角形以及其他非流线形状。表体1的上端有一安装座5，安装座5的中心有一园孔6，用以安装压电感测器3，见图2。压电感测器3是一个内部封装压电元件的小园柱体7，图3为其外形图。小园柱体7的中部为园凸盘8，下面为插入流体的传感部9，传感部9的截面为流线形，也可以制成矩形。压电感测器3安装在安装座5上，小园柱体7插入园孔6中，11为密封垫圈，12为压板，13为紧固螺钉，10为小园柱体7与园孔6之间的间隙，见图1所示。小园柱体7插入流体的深度为0.15D～1D，D为孔道4的内径。小园柱体7安装在距旋涡发生体2的迎流面0.5d～5d的下游处，d为旋涡发生体2的特征宽度。

流体流经孔道4，首先在旋涡发生体2两侧产生一系列的旋涡，然后旋涡流经压电感测器3的传感部9，旋涡作用在传感部9上的交变力即经传感部9传递至封装在压电感测器3内部的压电元件上，压电元件即产生一定频率的电信号，经放大后由指示器指示出来，或者输送到计算机进行处理。

本实用新型所提供的涡街流量计，由于旋涡发生体与表体为一体化的部件，旋涡发生体2的下端与孔道4下端的表面之间完全没有间隙，因此完全消除了因杂质堵塞间隙而对测量精度带来的影响，同时也降低了对加工尺寸及公差配合的要求，从而降低生产成本。而且，由于旋涡发生体2与压电感测器在结构上已经分离并位于旋涡发生体的下游，故旋涡发生体2所受到的振动等干扰因素的影响，也不会传递到压电感测器3上。

本实用新型已经由申请人实施成功，一体化的表体和旋涡发生体用酚醛玻璃钢压制，制成孔道内径为φ25、φ40、φ50、φ80、φ100mm五种规格的流量计，进行了气体和液体等腐蚀性介质的流量测量试验，测量精度达到±0.5～±1.5％。下面以孔道内径φ50mm的流量计为例，说明其实施例：

表体内直径50mm，外径70mm，长度130mm；

旋涡发生体截面为三角形，特征宽度13.5mm；

压电感测器安装在距旋涡发生体21mm的下游处，插入流体部份的截面为矩形，长12mm，宽3mm，插入深度17mm；

流速范围为，液体0.5～5米／秒，气体6～35米／秒；

制造成本仅为200元，比不锈钢材料制成的流量计的成本低很多，经济效益非常显著。

Claims (7)

1、一种涡街流量计，由表体1、旋涡发生体2和压电感测器3组成，其特征在于表体1和旋涡发生体2制成一体化部件，压电感测器3安装在距旋涡发生体2迎流面0.5d～1.5d的下游处(d为旋涡发生体的特征宽度)，压电感测器3插入流体的深度为0.5D～1D(D为孔道内径)。

2、按照权利要求要求1所述的涡街流量计，其特征在于压电感测器3的插入流体部份的截面为流线形。

3、按照权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于压电感测器3的插入流体部份的截面为矩形。

4、按照权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于一体化的表体1和旋涡发生体2由酚醛玻璃钢制成。

5、按照权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于旋涡发生体2以焊接方式与表体1连接。

6、按照权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于旋涡发生体2以粘接方式与表体1连接。

7、按照权利要求1所述的涡街流量计，其特征在于旋涡发生体2以紧固螺钉与表体1连接。