涡街流量计又称漩涡流量计。它可以用来测量各种管道中的液体、气体和蒸汽的流量,是目前工业控制、能源计量及节能管理中常用的新型流量仪表。
涡街流量计是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。在流体中垂直插入一个非流线形的柱状物(圆往或三角柱)作为漩涡发生体,如图2-3-17所示。当雷诺数达到一定的数值时,会在柱状物的下游处产生两列平行状,并且上下交替出现的漩涡,因为这些漩涡有如街道旁的路灯,故有“涡街”之称,又因为此现象首先被卡曼(Karman)发现,也称作“卡曼涡街”。当两列漩涡之间的距离h和同列的两漩涡之间的距离l之比等于0.281时,则所产生的涡街是稳定的。
由圆柱体形成的卡曼漩涡,其单侧漩涡产生的频率为
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检测漩涡频率有许多种方法,例如热敏检测法、电容检测法、应力检测法、超声检测法等,这些方法无非是利用漩涡的局部压力、密度、流速等的变化作用于敏感元件,以产生周期性电信号,再经放大整形,得到方波脉冲。图2-3-18所示的是一种热敏检测法。它采用铂电阻丝作为漩涡频率的转换元件。在圆柱形发生体上有一段空腔(检测器),被隔墙分成两部分。在隔墙中央有一小孔,小孔上装有一根被加热了的细铂丝。在产生游涡的一侧,流速降低,静压升高,于是在有漩涡的一侧和无漩涡的一侧之间产生静压差。流体从空腔上的导压孔进入,从未产生漩涡的一侧流出。流体在空腔内流动时将铂丝上的热量带走,铂丝温度下降,导致其电阻值减小。由于漩涡是交替地出现在柱状物的两侧,所以铂热电阻丝阻值的变化也是交替的,且阻值变化的频率与漩涡产生的频率相对应,故可通过测量铂丝阻值变化的频率来推算流量。
铂丝阻值的变化频率,采用一个不平衡电桥进行转换、放大和整形,再变换成4~20 mA直流电流信号输出,供显示,累积流量或进行自动控制。