Page 289 - 4679

5.3.2.1. Вихрові витратоміри

Вихровими називаються витратоміри, засновані на залежності від витрати частоти
коливань тиску, що виникають в потоці в процесі вихороутворення або коливання
струменя. Вони підрозділяються на три основні групи:
 витратоміри, що мають в первинному перетворювачі нерухоме тіло, при
обтіканні якого з обох його сторін виникають вихори, що зриваються, створюють
пульсації тиску;
 витратоміри, в первинному перетворювачі яких потік закручується і,
потрапляючи потім в розширену частину туби, прецессирует, створюючи при цьому
пульсації тиску;
 витратоміри, в первинному перетворювачі яких струмінь, витікаючий з отвору,
здійснює автоколивання, створюючи при цьому пульсації тиску.
У основі принципу дії будь-якого вихрового витратоміру лежить широко відоме
природне явище - утворення вихорів за перешкодою, що стоїть на шляху потоку (рис.
5.154). При швидкостях середовища вище певної межі вихори утворюють регулярну
доріжку, звану "доріжкою Кишені". Частота утворення вихорів при цьому прямо
пропорційна швидкості потоку.

ЛІ

«Стежка Кармана»

ЛІ - лічильник імпульсів
Рисунок 5.154 – Схема вихрового первинного перетворювача витрати

4
6
У діапазоні чисел Рейнольдса від 2×10 до 7×10 коефіцієнт пропорційності між
частотою утворення вихорів і швидкістю потоку практично не залежить від числа
Рейнольдса. Це дозволяє вихровим витратомірам з хорошою точністю вимірювати
швидкість потоку незалежно від типу середовища.
Перетворювачі витрати у цих витратомірів багатоступінчасті. У першому ступені
в процесі вихороутворення або осциляції струменя створюються пульсації тиску або
швидкості, частота яких пропорційна об'ємній витраті. У другому ступені ці пульсації
перетворяться у вихідний сигнал, зазвичай електричний. Для цього служать
перетворювачі тиску (п’єзоелементи), температури (термоанемометри), напруга
(тензоопори), ультразвукові перетворювачі швидкості і тому подібне.
Достоїнства. Відсутність рухливих частин, простота і надійність перетворювача
витрати, незалежність свідчень від тиску і температури, великий діапазон виміру, що
доходить в деяких випадках до 15…20, лінійність шкали, хороша точність (погрішність
± 0,5…1,5 %), частотний вимірювальний сигнал, стабільність свідчень, порівняльна
нескладність вимірювальної схеми, можливість отримання універсального
градуювання.
До недоліків вихрових витратомірів відносяться: значна втрата тиску, що досягає
30…50 кПа, і деякі обмеження можливості їх застосування - вони непридатні при малих
швидкостях із-за трудності виміру сигналу, що має малу частоту, і виготовляються
лише для труб, що мають діаметри від 25 до 150…300 мм. Застосування їх для великих

288