氮气流量计工作原理介绍

　如果在流体中设置三角柱涡发生体，则从涡发生体两侧交替产生规则涡，称为卡门涡，如右图所示，涡列在涡发生体下游不对称排列.涡旋的发生频率为f，被测介质的平均流速为 ，涡旋发生体迎流面宽度d，表体通径为D，可获得以下关系类型：

f=SrU1/d=SrU/md

　　（1）式中

U1-旋涡发生体两侧平均流速，m/s；

Sr--斯特劳哈尔数；

m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

　　体积流量在管道内qv为

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr

         (2)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1

         (3)式中 K--流量计的仪表系数、脉冲数/m3（P/m3）。

K除了涡流发生体和管道的几何尺寸外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数是一个无参数，与涡轮发生体的形状和雷诺数有关。图2显示了圆柱形涡轮发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。从图中可见，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，是仪器的正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为(4)

　　式中 qVn，qV--分别为标准状态(0oC或20oC，101.325kPa）以及工况下的体积流量，m3/h；

Pn，P--分别是标准状态和工况下的绝 对压力，Pa；

Tn，T--分别为标准状态和工况下的热力学温度，K；

Zn，Z--气体压缩系数分别为标准状态和工况。

　　从上面可以看出，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物理性能和组件变化的影响，即仪表系数仅与涡流发生体和管道的形状和尺寸有关。然而，作为一个流量计，在材料平衡和能 量测量中需要检测质量流量。此时，流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体的物理性能和组件仍然直接影响流量测量。氮气流量计是根据卡门旋涡原理测量封闭管道流体流量的新型流量计。由于其良好的介质适应性，蒸汽、空气、气体、水和液体的体积流量可以直接测量，无需温度和压力补偿。配备温度和压力传感器可测量标准体积流量和质量流量，是节流流量计的理想替代品 。