контр. КОНТРОЛЬНО. Контрольноизмерительные приборы
 Скачать 0.59 Mb.
|
Принцип действия. При обтекания потоком неподвижного препятствия (тела обтекания) образуются вихри. Образование вихрей и их отрыв от тела обтекания происходит поочередно с разных его сторон. Рис. 2.10. Принцип работы вихревых расходомеров Развитие вихря с одной стороны препятствует его образованию с противоположной стороны. За телом обтекания образуется двойная дорожка из вихрей, называемая «дорожкой Кармана». Частота вихреобразования (частота отрыва вихрей) пропорциональна скорости потока, а значит и расходу. Зависимость между частотой вихреобразования и скоростью (расходом) определяется критерием Струхаля: St = f*d/W, где f – частота вихреобразования, d – характерный размер тела обтекания, W – средняя скорость потока. Частота вихреобразования определеяется формулой: f = St*W/d. Для характеристики вихревых расходомеров вместо числа Струхаля используется К-фактор. Производители под К-фактором подразумевают либо: - число вихрей, приходящихся на единицу объема среды: Кф = n/V - объем среды, приходящийся на один вихрь: Кф = V/n, где n – число вихрей за время t; V – объем среды за время t. Основное уравнение вихревого расходомера: f = Kф*W/d. К-фактор условно постоянен в определенном диапазоне чисел Re и не зависит от плотности, вязкости, скорости потока и др. свойств среды. Диапазон чисел Рейнольдса, при которых К-фактор постоянен называется рабочей областью (областью измерений) вихревых расходомеров.  Рис.2.11. К-фактор Конструкция вихревых расходомеров. В общем виде, вихревой расходомер состоит из двух частей: первичного преобразователя и вторичного преобразователя (электронного блока или конвертера). Рис.2.12. Общие элементы конструкции вихревых расходомеров Первичный преобразователь включает в себя вихреобразователь (тело обтекания) и устройство детектирования вихрей (сенсор). Электронный блок состоит из фильтра, усилителя, АЦП и схемы выходных сигналов. С развитием микропроцессорной электроники появились интеллектуальные вихревые расходомеры, в которых сигнал с АЦП проходит обработку. Помимо улучшения точности измерения и сведения к минимуму влияний факторов температуры, давления, нелинейности К-фактора, неравномерности потока и др., появилась возможность использования цифровой коммуникации и добавления дополнительной функциональности (например, функции вычислителя-счетчика) в расходомере. Вихреобразователь или вихревое тело – это один из главных компонентов первичного преобразователя, во многом определяющий метрологические характеристики расходомера (линейность и повторяемость, пределы измерения) и потери давления. В целом, при выборе оптимального вихреобразователя, производители расходомеров руководствуются следующими требованиями: 1. вихри не должны пересекатья для их однозначного детектирования; 2. генерация вихрей должна быть стабильна (постоянство числа Струхале) в широком диапазоне чисел Рейнольдса; 3. вихри должны быть достаточно сильными для детектирования, должно быть высокое соотношение сигнал-шум; 4. форма и структура тела обтекания должна быть достаточно простой и технологичной; 5. геометрия и материал исполнения тела обтекания должны исключать влияние коррозии и температуры на метрологические характеристики прибора; 6. спектр частот вихрей как жидкостей так и газов не должен перекрываться со спектром естественных и промышленных частот (вибрация трубопровода, частота самовозбуждения сенсора и др.). Существует достаточно большое число разновидностей вихреобразователей, которые можно разделить на две группы: состоящие из одной части и состоящие из двух и более частей. Наиболее распространенными являются вихревые тела, состоящие из одной части, такие, как цилиндрическое, прямоугольное, треугольное и трапециевидное тела.  Рис.2.13. Простые тела обтекания Некоторые производители используют более сложные многосоставные тела обтекания.  Рис.2.14. Сложные составные тела обтекания |