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氬氣流量計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖

氬氣流量計(jì)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(fā)生體（阻 流體、檢測(cè)元件、殼體等部分組成。流量積算儀則包括信號(hào)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(zhuǎn)換電路、按鍵、電源、輸出接口電路、顯示、通訊電路等部分組成。 
氬氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖
氬氣流量計(jì)的傳感器由旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測(cè)元件、殼體等部分組成。
 
1、旋渦發(fā)生體
旋渦發(fā)生體與測(cè)量管道的軸線垂直，可通過焊接在殼體內(nèi)或用密封件安裝在殼體內(nèi)，其 功能就是產(chǎn)生卡門渦街。 
旋渦發(fā)生體是流量計(jì)的主要部件，它的形狀、幾何參數(shù)與渦街流量計(jì)的流量特性（儀表 系數(shù)、線性度、范圍度、重復(fù)性等）和阻力特性密切相關(guān)，具有以下特點(diǎn)： 
1、應(yīng)有非流線型、對(duì)稱的截面，流體通過時(shí)可產(chǎn)生均勻的旋渦，截面的邊緣鋒利能使得旋渦在發(fā)生體軸線方向上同步分離；在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定 的斯特勞哈爾數(shù)； 
2、可產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高，便于信號(hào)的檢測(cè)；
3、形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工；
4、滿足不同介質(zhì)對(duì)發(fā)生體的要求，如高溫、低溫、耐腐蝕、耐磨蝕、耐臟污等。
旋渦發(fā)生體形狀各異，種類繁多，據(jù)目前已開發(fā)出的旋渦發(fā)生體可分為單旋渦發(fā)生體和 多旋渦發(fā)生體兩類，如下圖所示。 
單旋渦發(fā)生體 單旋渦發(fā)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(fā)生體是應(yīng)用*廣泛的一種，如下圖所示。各尺寸之間的比例關(guān)系大致如下：
d/D=0.2～0.3；c/D=0.1～0.2；b/d=1～1.5；θ=15 
為提高氬氣流量計(jì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，如下圖所示,不過它的應(yīng)用并不普遍。 
 
2、檢測(cè)元件
檢測(cè)元件安裝在殼體上，可采用熱敏、應(yīng)變、磁電、電容、應(yīng)力、光電、超聲等敏感元 件制作，用以檢測(cè)發(fā)生體產(chǎn)生的卡門渦街信號(hào)。其檢測(cè)方式有下面幾種形式： 
1、用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的傳感器直接檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)壓力脈動(dòng)，簡(jiǎn)稱“體內(nèi)法”；
2、旋渦發(fā)生體上開設(shè)導(dǎo)壓孔，在導(dǎo)壓孔中安裝傳感器檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓，簡(jiǎn)稱“導(dǎo)壓法”；
3、檢測(cè)旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流，簡(jiǎn)稱“交變環(huán)流法”；
4、檢測(cè)旋渦發(fā)生體背面交變差壓，簡(jiǎn)稱“背面差壓法”；
5、檢測(cè)尾流中旋渦列，簡(jiǎn)稱“尾流法”。
 
氬氣流量計(jì)工作原理 
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為 V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d，表體通徑為 D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d   公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。
在曲線表中 St＝0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m3）   公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。
N＝脈沖個(gè)數(shù)
Q＝體積流量（m3）