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管道式天然氣流量計(jì) 在流動(dòng)的流體中，若在垂直流動(dòng)方向上放置一個(gè)圓柱體，在某一雷諾數(shù)范圍內(nèi)，將在圓柱體的后面的兩側(cè)交替產(chǎn)生有規(guī)律的旋渦為卡曼旋渦。旋渦的旋轉(zhuǎn)方向向內(nèi)，上面一列順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，下面一列反時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

結(jié)構(gòu)原理：

管道天然氣流量計(jì)傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、 D / A 轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架、防護(hù)罩等。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。

( 1 ) 旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件，它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、范圍度等)和阻力特性密切相關(guān)，對它的要求如下：

① 能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離。

② 在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)。

③ 能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高。

④ 形狀和結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以及各種檢測元件的安裝和組合。

⑤ 材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求，即耐腐蝕、耐磨蝕、耐溫度變化。

⑥ 固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類。單旋渦發(fā)生體的基本形狀有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形;狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用廣泛的一種。圖中 D 為儀表口徑。為提高旋渦強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，不過它的應(yīng)用并不普遍。

( 2 )檢測元件流量計(jì)檢測旋渦信號(hào)有以下 5 種方式。

① 用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測元件直接檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓。

② 旋渦發(fā)生體上開設(shè)導(dǎo)壓孔，在導(dǎo)壓孔中安裝檢測元件檢測發(fā)生體兩側(cè)差壓。

③ 檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流‘

④ 檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓。

⑤ 檢測尾流中旋渦列。根據(jù)這 5 種檢測方式，采用不同的檢測技術(shù)(熱敏、超聲、應(yīng)力、應(yīng)變、電容、電磁、光電、光纖等)可以構(gòu)成不同類型的渦街流量計(jì)。