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氬氣流量計內部結構原理圖

氬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(fā)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。 
氬氣流量計結構圖
氬氣流量計的傳感器由旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測元件、殼體等部分組成。
 
1、旋渦發(fā)生體
旋渦發(fā)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(fā)生體是流量計的主要部件，它的形狀、幾何參數(shù)與渦街流量計的流量特性（儀表 系數(shù)、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(fā)生體軸線方向上同步分離；在較寬的雷諾數(shù)范圍內，有穩(wěn)定的旋渦分離點，保持恒定 的斯特勞哈爾數(shù)； 
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(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)生體是應用*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 
為提高氬氣流量計強度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，如下圖所示,不過它的應用并不普遍。 
 
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(fā)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(fā)生體內的傳感器直接檢測發(fā)生體兩側壓力脈動，簡稱“體內法”；
2、旋渦發(fā)生體上開設導壓孔，在導壓孔中安裝傳感器檢測發(fā)生體兩側差壓，簡稱“導壓法”；
3、檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流，簡稱“交變環(huán)流法”；
4、檢測旋渦發(fā)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”。
 
氬氣流量計工作原理 
在流體中設置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生兩列有規(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)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測介質來流的平均速度為 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，有如下關系式:
f=StV/d   公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側產生的卡門旋渦頻率
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，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。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量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數(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＝脈沖個數(shù)
Q＝體積流量（m3）