射流流量计的原理与应用

　　射流技术是一种可利用流体动力现象来实现“与”及“或”门等功能的技术,实现敏捷、控制、信息处理方便。

　　射流流量计是60年代末研制成功,并在70年代迅速发展起来的一种新型流量计,并在有关部门得到了较为广泛的应用,其原因主要是由于它是具有许多独特的突出优点,是其它类型的流量计所不具备的。

　　1　射流流量计的工作原理

　　射流元件的形式是多种多样的,其种类也很多。

　　根据作用原理不同,射流元件有附壁式、紊流式、动量交换式、涡流式、对中式和混合式等形式。射流流量计多采用的是附壁效应形成的双稳元件,并附加反馈通道而发生振荡,其振荡频率和被测流体的流量成比例,所以只要测得振荡频率,就可获得流量值。射流流量计结构如图1所示。

　　射流流量计的体积流量与振荡频率的关系式为:

　　式中　qv为被测流体的体积流量;f为振荡频率;A与元件尺寸有关的常数,并同劈距成线性关系;B为附加常数,与变送器的几何尺寸有关,并随着劈距增大而减少。

　　射流流量计是利用其特殊结构的通道,产生和管内流体平均流速成正比的局部振动频率,频率信号可用传感器检测出,从而得出流量的累积值。

　　该流量计在壳体内设置两块侧壁面,当流体由喷咀形成一条射流时,并从左面进入作用腔,由于附壁效应,流速可随意地依附两个渐扩的侧壁面中的任何一个,把来自侧壁面的一小股流束被转向到反馈腔,从控制喷口返回作用腔中的主射流。当反馈流由零增至最大值时,是一个完整的循环工作过程,而且影响着主射流,使其偏向另一个侧壁面,开始了另一个反馈循环,该流量计振动流体的频率与体积流量成线性关系。

　　利用剪切作用原理的射流流量计如图2所示,该流量计具有对低流速的气体也较敏感的优点,克服了传统的流量仪表对低于1m/s的气体难于计量的问题。

　　从图2看出,气体射流源在中分面处分离到上、下游平面设置的两个接收器中,由于两股射流沿相反的方向流动,被测气体流动对每束射流的影响将不同,流速越高,上、下游产生的压差就越大,这样,气体的流速和两射流接收器间的压差成线性关系。通过对压差的检测即可得出流量值。

　　2　射流流量计的特点

　　射流流量计的内部除了通道外,无任何可动和固定部件,其压力损失小,精度高,利用电子传感器精度可达±0·2%,如采用气动元件传感器也能获得±0·25%的精度。

　　射流流量计根据工况实际需要可用金属、不锈钢或其它材料制成如:陶瓷、塑料等。其检测信号可通过“电—气”或“液—气”转换放大成标准的信号输出,图3是放大线路图。