專利名稱：單側(cè)管壁上取差壓的差壓檢測式渦街流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量旋渦分離頻率的渦街流量計(jì)，特別涉及一種在管壁上取
壓差的差壓檢測式渦街流量計(jì)。
背景技術(shù)：
在流體流動(dòng)的管道中，垂直流向插入一定形狀的旋渦發(fā)生體，當(dāng)流體繞過發(fā)生體 時(shí)，在發(fā)生體兩側(cè)會交替產(chǎn)生規(guī)則的旋渦，這種旋渦被稱作卡門渦街，渦街頻率正比于管道 內(nèi)流體速度。渦街流量計(jì)就是依據(jù)渦街頻率與流速的相互關(guān)系的原理進(jìn)行工作的。因此旋 渦分離頻率的檢測便成為渦旋流量計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，旋渦分離頻率的檢測方法有多種， 其中，工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的是壓電檢測式渦街流量計(jì)和差壓檢測式渦街流量計(jì)。 現(xiàn)有的差壓檢測式渦街流量計(jì)(如圖1)采用兩側(cè)管壁取差壓的方法，即在旋渦發(fā) 生體后兩側(cè)流管壁上分別設(shè)置引壓孔，用差壓傳感器測量這兩點(diǎn)的差壓，通過差壓傳感器 輸出的差壓信號得到旋渦分離頻率，進(jìn)而獲得體積流量值。由于這種兩側(cè)壁取壓方式的取 壓點(diǎn)全部處于旋渦發(fā)生體的后部的旋渦尾流部分，此處是流動(dòng)噪聲最強(qiáng)的區(qū)域，因此，最終 所采集的差壓信號中必然疊加有較強(qiáng)，較復(fù)雜的流動(dòng)澡聲信號，這將加重信號處理電路的 負(fù)擔(dān)。此外，這種取壓方式還會增加引壓管線的長度，不利于渦街流量計(jì)中附件以及差壓傳 感器的結(jié)構(gòu)布置，同時(shí)還會使得取壓系統(tǒng)的頻率特性受到影響。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在單側(cè)管壁上取差壓的差壓檢測式渦街流量計(jì)，該 渦節(jié)流量計(jì)能夠降低流動(dòng)噪聲信號，獲得更好的系統(tǒng)頻率相應(yīng)特性。 為本實(shí)用新型的目的，提供以下技術(shù)方案一種在單側(cè)管壁上取差壓的差壓檢測 式渦街流量計(jì)，包括通流管，其內(nèi)流過待測流體；旋渦發(fā)生體，安置在通流管內(nèi)；壓差壓傳 感器，檢測通流管內(nèi)待測流體的壓力變化，其中，在旋渦發(fā)生體一側(cè)的通流管管壁上設(shè)置沿 流向依次布置的第一和第二感壓孔，第一和第二感壓孔分別通過第一引壓管和第二引壓管 與差壓傳感器相連。 其中第一和第二感壓孔(2a、2b)位于所述旋渦發(fā)生體(6)的迎流面的下游，并處 于沿流向的同一平面內(nèi)，所述平面垂直于旋渦發(fā)生體的縱軸。 特別是，第一感壓孔距離旋渦發(fā)生體的迎流面的距離F的范圍在0. 2d-0. 7d，其中 d為所述旋渦發(fā)生體的迎流面寬度。 特別是，第二感壓孔與第 一 感壓孔之間的間距H由以下公式限定H = 0. 5d(l-l. 25d/D)/St 其中D為通流管的內(nèi)徑，St為在流量測量范圍內(nèi)的平均斯特羅哈爾數(shù)。特別是，感壓孔的內(nèi)徑取值不小于3mm，優(yōu)選在3-10mm。感壓孔和引壓管的內(nèi)徑相同。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面[0012] 本實(shí)用新型通過在旋渦發(fā)生體任一側(cè)的管壁上的兩個(gè)靜壓感壓孔和與其分別連
接的兩引壓管，將交變差壓信號引導(dǎo)到差壓傳感器，檢測出旋渦分離頻率，從而檢測出流
量，因此感壓孔的位置避開了流動(dòng)噪聲最強(qiáng)的區(qū)域，可以降低流動(dòng)噪聲信號。 此外，本實(shí)用新型由于感壓孔在通流管的同一側(cè)，因此導(dǎo)壓管線的長度將較短，可
以獲得更好的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性。而且，同側(cè)布置兩根導(dǎo)壓管也方便了渦街流量計(jì)中附件
以及差壓傳感器的結(jié)構(gòu)布置，使得本實(shí)用新型渦街流量計(jì)整體結(jié)構(gòu)緊湊，適合批量生產(chǎn)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中在兩側(cè)管壁上取差壓的差壓式渦街流量計(jì)的組成示意圖； 圖2是本實(shí)用新型渦街流量計(jì)的組成示意圖； 圖3是圖2中所示本實(shí)用新型的通流管和旋渦發(fā)生體的結(jié)構(gòu)放大視圖； 圖4是本實(shí)用新型渦街流量計(jì)不同流量下的信號波形。 附圖標(biāo)記說明1、通流管；2a、第一感壓孔；2b、第二感壓孔；3a、第一引壓管；3b、
第二引壓管；4、差壓傳感器；5、旋渦頻率檢測電路；6、旋渦發(fā)生體；6a、迎流面； d、迎流面寬度；F、第一感壓孔與迎流面的間距；H、第一和第二感壓孔之間的間距。
具體實(shí)施方式根據(jù)卡門渦街理論，在流體流動(dòng)過程中由于旋渦分離形成穩(wěn)定的渦街時(shí)，錯(cuò)列渦
街旋渦陣列的縱向和橫向間距將保持恒定，不隨流速變化而發(fā)生改變。因此，處于旋渦發(fā)生
體同側(cè)且距離為渦街旋渦縱向間距的兩點(diǎn)，將具有同步的壓力變化曲線；而距離為渦街旋 渦縱向間距之半的兩點(diǎn)，將具有相位相差180°的壓力變化曲線，此兩點(diǎn)壓差脈動(dòng)幅度將是 單點(diǎn)壓力脈動(dòng)幅度之2倍。本實(shí)用新型就是根據(jù)此原理，在同側(cè)流管上取出與旋渦分離頻 率相同的交變差壓信號。 如圖2所示，圖2是本實(shí)用新型渦街流量計(jì)的組成示意圖。該渦街流量計(jì)包括通 流管1、安置在通流管1內(nèi)的旋渦發(fā)生體6、通過第一引壓管3a和第二引壓管3b與通流管 相連的差壓傳感器4，壓差傳感器4還連接有旋渦頻率檢測電路5，通流管1上設(shè)有第一感 壓孔2a和第二感壓孔2b，分別與第一引壓管3a和第二引壓管3b相通。 從圖中可以看到，第一感壓孔2a和第二感壓孔2b通過與其分別連接的兩引壓管 3a和3b，將交變差壓信號引導(dǎo)到差壓傳感器4，差壓傳感器進(jìn)一步地將接受到的信號傳遞 給與其相連的旋渦頻率檢測電路5，旋渦頻率檢測電路5檢測出旋渦分離頻率，從而檢測出 流量。 圖3是圖2中所示本實(shí)用新型的通流管和旋渦發(fā)生體的結(jié)構(gòu)放大視圖。如圖所示， 第一感壓孔2a和第二感壓孔2b位于旋渦發(fā)生體6的同側(cè)通流管1管壁上，處于旋渦發(fā)生 體6迎流面6a的下游，沿流向依次布置，使其處于沿流向的同一平面內(nèi)，該平面是垂直于旋 渦發(fā)生體6的縱軸的平面。 實(shí)施例1 通流管l的實(shí)際內(nèi)徑D為40mm，旋渦發(fā)生體6為截面呈等腰三角形的柱形發(fā)生體。[0027] 第一感壓孔2a距離旋渦發(fā)生體6的迎流面6a的距離F取7. 84mm ;第二感壓孔2b 與第一感壓孔2a之間的間距H取為43. 2mm。 感壓孔和導(dǎo)壓管直徑①為4mm，第一引壓管3a與第二引壓管3b的長度均為
100mm。差壓傳感器4采用滿量程25KPa輸出60mV的雙端隔離型差壓傳感器。 圖4給出了管道內(nèi)流體流量范圍為10mVh-150mVh輸出信號頻率范圍為
30Hz-400Hz下的差壓信號波形圖。圖中上波形表示未經(jīng)濾波的電壓信號波形，下波形表示
經(jīng)濾波后的電壓信號波形。 當(dāng)記錄不同波形圖時(shí)，時(shí)間軸(X軸)和電壓軸(Y軸)采用不同的檔位。 從圖4中可知，電壓信號幅度與流量之間存在很好的二次關(guān)系。由于差壓傳感器 輸出的電壓信號幅度與作用于差壓傳感器上的差壓幅度有嚴(yán)格的線性關(guān)系，所以此處差壓 信號幅度與流量的二次方之間是線性關(guān)系。因此，用本實(shí)用新型所述的渦街流量計(jì)可以很 好的達(dá)到流體流量檢測的目的。 盡管上文對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本實(shí)用新型原理所作的 修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種渦街流量計(jì)，包括通流管(1)，其內(nèi)流過待測流體；旋渦發(fā)生體(6)，安置在通流管(1)內(nèi)；檢測通流管內(nèi)待測流體的壓力變化的壓差傳感器(4)；其特征在于在旋渦發(fā)生體(6)一側(cè)的通流管(1)管壁上，設(shè)置沿流向依次布置的第一和第二感壓孔(2a和2b)，第一和第二感壓孔分別通過兩引壓管(3a、3b)與差壓傳感器(4)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述第一和第二感壓孔(2a、2b)位于所述旋渦發(fā)生體(6)的迎流面的下游，并處于沿 流向的同一平面內(nèi)，所述平面垂直于旋渦發(fā)生體(6)的縱軸。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述第一感壓孔(2a)距離旋渦 發(fā)生體(6)的迎流面(6a)的距離(F)的范圍在0.2d-0.7d，其中d為所述旋渦發(fā)生體(6) 的迎流面寬度。
4. 如權(quán)利要求3所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述第二感壓孔(2b)與所述第一感 壓孔之間的間距H由以下公式限定H = 0. 5d(l-l. 25d/D)/St其中D為通流管(1)的內(nèi)徑，St為在流量測量范圍內(nèi)的平均斯特羅哈爾數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述感壓孔的內(nèi)徑取值不小于3mm。
6. 如權(quán)利要求5所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述感壓孔的內(nèi)徑取值在3-10mm的 范圍內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的渦街流量計(jì)，其特征在于所述感壓孔和引壓管的內(nèi)徑相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種在單側(cè)管壁上取差壓的差壓檢測式渦街流量計(jì)，包括通流管1，其內(nèi)流過待測流體；旋渦發(fā)生體6，安置在通流管內(nèi)；壓差傳感器4，檢測通流管內(nèi)待測流體的壓力變化；其中，在旋渦發(fā)生體一側(cè)的通流管1管壁上設(shè)置沿流向依次布置的第一和第二感壓孔2a和2b，第一和第二感壓孔位于所述旋渦發(fā)生體的迎流面的下游，分別通過兩引壓管3a、3b與差壓傳感器4相連。通過在旋渦發(fā)生體任一側(cè)的管壁上的兩個(gè)靜壓感壓孔和與其分別連接的兩引壓管，將交變差壓信號引導(dǎo)到差壓傳感器，檢測出旋渦分離頻率，從而檢測出流量。本實(shí)用新型不但降低流動(dòng)噪聲信號而具有更好的系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性，而且方便了渦街流量計(jì)中附件以及差壓傳感器的結(jié)構(gòu)布置。
文檔編號G01F1/32GK201508201SQ20092022272
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者沈興武, 金澤 申請人:北京菲波安樂儀表有限公司