涡街流量计

Water (1)

横河电机在1968年开发了涡街流量计。在过去的四十年中,由于其长期稳定和高精度等特点,帮助客户在生产效率方面获得了重大的进步。为了顺应不断变化的市场需求,横河电机已经相应开发出高温型、低温型、双传感器型、缩径型和现场总线通信型等系列产品。

Vortex Timeline

      横河电机涡街流量计40年发展史

涡街流量计-工作原理

涡街流量计利用冯卡曼效应来测量流体或气体的流量。

什么是冯卡曼效应

20世纪初,一位匈牙利裔美国数学家&物理学家西奥多·冯·卡曼发现,垂直流过钝体的流体或气体会在发生体两侧产生交替的漩涡。这些漩涡的路径被称为“冯卡门街”。

Von Karman (3)

冯·卡曼通过测量这些涡流的频率发现,其频率与产生涡流的流速成正例,该频率被称为卡门涡频率。可以用以下公式在数学上表达频率与流速的关系:

Vortex Formula (3)

从方程中可以看出,频率与速度成正比。如果我们能测量频率(f),知道斯特劳哈尔数(St),知道漩涡发生体宽度(d),我们就能求解v(速度)。

Vortex Formula 2 (1)

我们如何测量涡流的频率?我们如何测量涡流的频率?

当涡流形成并通过发生体(阻流体)时,与流体的其余部分相比,它们产生了低压。这种低压在发生体上产生压差(dp)。dp的高压侧向低压方向对发生体施加应力。由于涡流从一侧向另一侧切换,低压侧的位置交替变化,所施加力的方向变化导致发生体振荡。该振荡就是卡门涡频率 

Vortices 2 (4)

市场上有几种方法来测量振荡,其中膜片和电容传感器是比较常见的两种。但是最好的方法还是使用压电晶体传感器。传感器在压缩时会产生一个电信号,可以传送到流量计的电子设备。现在测量了卡门涡频率(我们知道了St和d),流量计电子学可以进行简单的计算来确定通过管道的体积流量。

使用涡街流量计有什么益处?

  • 高精度

涡街流量计的测量精度为液体和气体指示值的±1%(脉冲输出),比孔板流量计高。对于液体,根据流体类型及其条件,可以得到±0.75%的精度。

  • 可调的测量范围

可调范围定义为可测量范围的最大值与最小值的比率。允许涡街流量计在测量点数值波动很大的过程中工作。

  • 输出与流量成比例

由于输出与流量(流速)成正比,所以不需要平方根计算,而孔板流量计需要平方根计算。

  • 无零点波动

由于频率是从传感器输出的,所以不会发生零点漂移。

  • 压力损失小

由于在涡街流量计的管道中仅放置了涡街发生体,因此与具有孔板的流量计相比,在流动管道中引起的流体压力损失会比较小。

 

 

概述:
  • Fieldbus technology introduced to realize predictive and preventive maintenance.
  • ISAE to improve the reliability of diagnosis and parameter setting, utilizing data collected by PRM.
概述:
  • Yokogawa's integrated solution contributed to reliable and efficient operation.
  • All the instrument information is fully integrated with the instrument management system.
横河技报
概述:

Progress in digital signal processing and network technologies has enabled advanced functions which cannot be achieved by traditional field devices with 4-20 mA signal, to be implemented on field devices. Standardization of international fieldbus specifications, notably the FOUNDATION™ Fieldbus, has enabled users to build optimum field networks comprised of freely chosen field devices from various device vendors.

概述:

Vortex flow meters utilize a fluid phenomenon in which frequencies of Karman vortex streets released from a shedder bar inserted in a flow are proportional to flow velocities.

概述:

Vortex flow meters have been appreciated by users as volume flow meters, which can, in principle, be applied to any flow measurement of liquid, gas, or steam. Volume flow measurement is enough for substances with small variations in density such as liquid. 

概述:

The operating principle of the vortex flow meters YEWFLO series, which first became commercially available in 1979, is based on the phenomenon in which the frequency of a Kàrmàn vortex train that occurs from a vortex shedder placed in a fluid flow, is proportional to the speed of that flow.

行业:

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