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光纖渦街流量計的特點和原理

發布時間:2021-08-11 08:55:57人氣:

  光纖渦街流量計的特點和原理

  當一個非流線體置于流體中時,在某些條件下會在液流的下游產生有規律的旋渦。這種旋渦將會在該非流線體的兩邊交替地離開。當每個旋渦產生并瀉下時,會在物體壁上產生一側向力。這樣,周期產生的旋渦將使物體受到一個周期的壓力。若物體具有彈性,它便會產生振動,振動頻率近似地與流速成正比。

  即f=sv/d

  式中:v——流體的流速;

  d——物體相對于液流方向的橫向尺寸;

  s——與流體有關的無量綱常數。

  因此,通過檢測物體的振動頻率便可測出流體的流速。光纖渦街流量計便是根據這個原理制成的,其結構如圖。

  在橫貫流體管道的中間裝有一根繃緊的多模光纖,當流體流動時,光纖就發生振動,其振動頻率近似與流速成正比。由于使用的是多模光纖,故當光源采用相干光源(如激光器)時,其輸出光斑是模式間干涉的結果。當光纖固定時,輸出光斑花紋穩定。當光纖振動時,輸出光斑亦發生移動。對于處于光斑中某個固定位置的小型探測器,光斑花紋的移動反映為探測器接收到的輸出光強的變化。利用頻譜分析,即可測出光纖的振動頻率。根據上式或實驗標定得到流速值,在管徑尺寸已知的情況下,即可計算出流量。

  光纖渦街流量計特點:可靠性好,無任何可動部分和聯接環節,對被測體流阻小,基本不影響流速。但在流速很小時,光纖振動會消失,因此存在一定的測量下限。

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