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光纤涡街流量计的特点和原理

发布时间:2021-08-11 08:55:57人气:

  光纤涡街流量计的特点和原理

  当一个非流线体置于流体中时,在某些条件下会在液流的下游产生有规律的旋涡。这种旋涡将会在该非流线体的两边交替地离开。当每个旋涡产生并泻下时,会在物体壁上产生一侧向力。这样,周期产生的旋涡将使物体受到一个周期的压力。若物体具有弹性,它便会产生振动,振动频率近似地与流速成正比。

  即f=sv/d

  式中:v——流体的流速;

  d——物体相对于液流方向的横向尺寸;

  s——与流体有关的无量纲常数。

  因此,通过检测物体的振动频率便可测出流体的流速。光纤涡街流量计便是根据这个原理制成的,其结构如图。

  在横贯流体管道的中间装有一根绷紧的多模光纤,当流体流动时,光纤就发生振动,其振动频率近似与流速成正比。由于使用的是多模光纤,故当光源采用相干光源(如激光器)时,其输出光斑是模式间干涉的结果。当光纤固定时,输出光斑花纹稳定。当光纤振动时,输出光斑亦发生移动。对于处于光斑中某个固定位置的小型探测器,光斑花纹的移动反映为探测器接收到的输出光强的变化。利用频谱分析,即可测出光纤的振动频率。根据上式或实验标定得到流速值,在管径尺寸已知的情况下,即可计算出流量。

  光纤涡街流量计特点:可靠性好,无任何可动部分和联接环节,对被测体流阻小,基本不影响流速。但在流速很小时,光纤振动会消失,因此存在一定的测量下限。

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