Статья описывает устройство и принцип работы вихревых расходомеров, основанных на эффекте Кармана. Рассмотрены схема вихревого расходомера и его частный случай — вихреакустический расходомер, а также область применения.
- Принцип действия вихревых расходомеров основан на эффекте Кармана — образовании вихревой дорожки за телом обтекания.
- Частота срыва вихрей пропорциональна скорости потока, что позволяет измерять расход.
- В конструкции вихревого расходомера имеются тело обтекания, датчики пульсации давления, тензорезисторный преобразователь избыточного давления и датчик температуры.
- Сигналы от датчиков поступают к вторичному преобразователю и вычислителю для расчета расхода жидкости.
- В вихреакустическом расходомере вихри детектируются ультразвуковыми преобразователями, а разность фаз колебаний преобразуется в напряжение.
- Вихревые расходомеры применяют для чистых жидкостей с низкой вязкостью, движущихся со средней и высокой скоростью.
- эффект Кармана
- тело обтекания
- датчики пульсации давления
- тензорезисторный преобразователь избыточного давления
- термопреобразователь сопротивления
- вихреакустический расходомер
- пьезоприемник
Кому полезно: Инженеры АСУ ТП, занимающиеся измерением расхода жидкостей.
Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.
Вихревые расходомеры – это устройства, предназначенные для определения расхода веществ, принцип работы которых основан на эффекте Кармана (эффекте вихревой дорожки). Эффект Кармана заключается в том, что при обтекании твердого тела потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка из вихрей, которые поочередно срываются с противоположных сторон тела. Частота образования вихрей пропорциональна скорости движения потока.
Принципиальная схема вихревого расходомера приведена на рис. 1. По направлению движения жидкости устанавливается тело обтекания 1, за которым располагаются датчики пульсации давления 2. Перед телом обтекания установлен тензорезисторный преобразователь избыточного давления 3. Внутри тела обтекания размещен датчик температуры (термопреобразователь сопротивления) 4. Для доступа жидкости к датчику температуры в теле обтекания предусмотрено отверстие 5. Полученные от датчиков сигналы передаются к вторичному преобразователю 6, а оттуда к вычислителю, в котором по полученным данным проводится расчет расхода жидкости.
Частным случаем вихревых расходомеров является вихреакустический расходомер, схема которого приведена на рис. 2. В качестве тела обтекания принята трапецеидальная призма 1. Детектирование вихрей осуществляется ультразвуковыми преобразователями, расположенными за телом обтекания. Ультразвуковые колебания поступают из пьезоизлучателя 3 к пьезоприемнику 4, в результате взаимодействия с вихрями выходные и полученные сигналы колебаний становятся модулированными по фазе. В фазовом детекторе 5 разность фаз колебаний преобразуется в напряжение, по частоте и амплитуде пропорциональное частоте и интенсивности следования вихрей. Выходной сигнал поступает в микропроцессор, в котором вычисляется расход жидкости.
Областью применения вихревых расходомеров является измерение расходов чистых жидкостей (не способствующих изменению формы тела обтекания) с низкой вязкостью, двигающихся со средней и высокой скоростью.
