第三章 变送单元.ppt

输出脉冲频率f与被测流量Q之间的关系：f=NQN—仪表常数NS第62页，共105页，星期日，2025年，2月5日插入式特点涡轮转速不用轴输出，没有齿轮传动误差和密封问题，因而涡轮流量计测量精度高（可达0.2级），耐高压（静压可达50MPa）。输出信号为频率信号，不易受干扰，便于远传。要求流体清洁，安装时，应加装过滤器，且前后要有一定的直管段。第63页，共105页，星期日，2025年，2月5日七、涡街流量计利用流体遇到阻碍物后产生的旋涡来测量流量。可以用来测量管道中的液体、气体和蒸汽的流量。旋涡式流量计有两类：旋进型旋涡流量计和卡曼型旋涡流量计。旋进型卡曼型第64页，共105页，星期日，2025年，2月5日涡街流量计测量原理在测量管道中垂直插入一个非流线形的柱状物（圆柱或三角柱）作为阻流体。当流体受到阻碍物阻挡时，会在阻碍物的下游处产生两列平行、且上下交替出现的旋涡。因为这些旋涡有如街道旁的路灯，故有“涡街”之称，又因此现象首先被卡曼（Karman）发现，也称作“卡曼涡街”。第65页，共105页，星期日，2025年，2月5日实验表明，当两列旋涡的间距h和同列相邻两个旋涡之间的距离l之比能满足h／l＝0.218时，所产生的涡街是稳定的。满足如下关系：f—单侧旋涡发生频率St—斯特劳哈尔系数v—流体平均流速d—圆柱体直径式中：公式表明，St为常数时，单侧旋涡的发生频率f与流体平均流速v成正比。第66页，共105页，星期日，2025年，2月5日测得f便可算出体积流量QQ=A1v=A1StfdA1—管道中旋涡发生体处流通截面积。A1A1旋涡流量计的特点是精确度高、测量范围宽、没有运动部件、压力损失小。第67页，共105页，星期日，2025年，2月5日旋涡频率的检测旋涡频率的检测方法很多。如：热敏检测法、超声波检测法、电容检测法、应力检测法等。这些方法都是利用旋涡的局部压力、密度、流速等的变化作用于敏感元件，产生电信号，再经放大整形，得到脉冲信号输出。例1：热敏检测法第68页，共105页，星期日，2025年，2月5日如图所示，圆柱形内腔的中心位置上安装一个铂电阻，通以电流时产生热量，使内腔温度高于腔外。当流体产生旋涡时，产生旋涡的一侧流体流速低，静压高，使一部分流体由导压孔进入内腔，向未产生旋涡的一侧流出，带走一部分热量，铂丝温度降低，电阻减小。每产生一个旋涡，铂电阻就变小一次。测量出铂电阻变化的频率就测定了旋涡频率，也就测得了流量。第69页，共105页，星期日，2025年，2月5日铂丝阻值的变化频率，采用一个不平衡电桥进行转换，经放大和整形，再变换成直流电流信号输出，供显示，累积流量或进行自动控制。铂电阻丝电桥输出信号频率fv=2f第70页，共105页，星期日，2025年，2月5日八、电磁流量计在流量测量中，当被测介质是具有导电性的液体介质时，可以应用电磁感应的方法来测量流量。第71页，共105页，星期日，2025年，2月5日工作原理在管道两侧安放磁铁，流动的液体当作切割磁力线的导体，产生的感应电动势与流体的流速成正比关系。当磁感应强度B不变、管道直径一定时，流体切割磁力线而产生的感应电势E的大小仅与流体的流v速有关。第72页，共105页，星期日，2025年，2月5日式中：Ex—感应电势；B—磁感应强度；D—管道直径；v—流体速度。当BD一定时，感应电势E与流速v成正比。v=BDE感应电势的方向由右手定则判断，其大小为：E=BDv＋－第73页，共105页，星期日，2025年，2月5日体积流量Q与流速v的关系为：将v=BDE代入可得：式中称为仪表常数感应电势E与被测流量Q成正比关系。QvD第74页，共105页，星期日，2025年，2月5日组成部分1）信号输入：限流限幅Ri1,Ri2,Vs1,Vs2；低通滤波Ri1,Ri2,Ci2）零点调整：Ri5=Ri7,远大于其他电阻，限流；VTz,Rz恒流源3）反馈回路：Vf放大单元的隔离反馈部分；Rf1Rf2,可忽略一、直流毫伏变送器的量程单元第30页，共105页，星期日，2025年，2月5日输入-输出关系