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氧氣流量計內部結構圖

氧氣流量計由傳感器和流量積算儀兩部分組成,如下圖所示。傳感器由旋渦發生體(阻 流體、檢測元件、殼體等部分組成。流量積算儀則包括信號處理電路(由前置放大器、濾波 整形電路組成)、微處理器、A/D 轉換電路、按鍵、電源、輸出接口電路、顯示、通訊電路等部分組成。 

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氧氣流量計結構圖

氧氣流量計的傳感器由旋渦發生體(阻流體)、檢測元件、殼體等部分組成。

1、旋渦發生體

旋渦發生體與測量管道的軸線垂直,可通過焊接在殼體內或用密封件安裝在殼體內,其 功能就是產生卡門渦街。 

旋渦發生體是流量計的主要部件,它的形狀、幾何參數與壓縮空氣流量計的流量特性(儀表 系數、線性度、范圍度、重復性等)和阻力特性密切相關,具有以下特點: 

1、應有非流線型、對稱的截面,流體通過時可產生均勻的旋渦,截面的邊緣鋒利能使得旋渦在發生體軸線方向上同步分離;在較寬的雷諾數范圍內,有穩定的旋渦分離點,保持恒定 的斯特勞哈爾數; 

2、可產生強烈的渦街,信號的信噪比高,便于信號的檢測;

3、形狀和結構簡單,便于加工;

4、滿足不同介質對發生體的要求,如高溫、低溫、耐腐蝕、耐磨蝕、耐臟污等。

旋渦發生體形狀各異,種類繁多,據目前已開發出的旋渦發生體可分為單旋渦發生體和 多旋渦發生體兩類,如下圖所示。 

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單旋渦發生體

單旋渦發生體單旋渦發生體的基本形有圓柱、矩形柱、三角柱和T 型,其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發生體是應用最廣泛的一種,如下圖所示。各尺寸之間的比例關系大致如下:

d/D=0.2~0.3;c/D=0.1~0.2;b/d=1~1.5;θ=15 

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三角柱旋渦發生體為提高渦街強度和穩定性,可采用多旋渦發生體,如下圖所示,不過它的應用并不普遍。 

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雙、多旋渦發生體


2、檢測元件

檢測元件安裝在殼體上,可采用熱敏、應變、磁電、電容、應力、光電、超聲等敏感元 件制作,用以檢測發生體產生的卡門渦街信號。其檢測方式有下面幾種形式: 

1、用設置在旋渦發生體內的傳感器直接檢測發生體兩側壓力脈動,簡稱“體內法”;

2、旋渦發生體上開設導壓孔,在導壓孔中安裝傳感器檢測發生體兩側差壓,簡稱“導壓法”;

3、檢測旋渦發生體周圍交變環流,簡稱“交變環流法”;

4、檢測旋渦發生體背面交變差壓,簡稱“背面差壓法”;

5、檢測尾流中旋渦列,簡稱“尾流法”。


旋渦發生體、傳感器和檢測方式一覽表

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