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双传感器式涡街流量计


技术摘要:
涡街流量计包括壳体、涡街发生体、超声波传感器、弯矩传感器和控制器,所述壳体具有内腔,所述涡街发生体由所述壳体支撑并延伸到内腔中。超声波传感器配置成产生超声波流率输出,所述超声波流率输出指示通过所述内腔的流体流的流率。弯矩传感器配置成产生弯矩流率输出  全部
背景技术:
本公开的实施例涉及工业流体流量测量系统,并且更特别地,涉及双传感器式涡 街流量计,该双传感器式涡街流量计基于传感器中的一个或二者提供流体流速测量。 涡街流量计用于工业过程控制领域中,用于直接测量通过管道的流体的流率或流 量。涡街流量计通常插入到载送要测量的流体的管或管道中。涡街流量计的工作原理是基 于涡街脱落现象,这种现象已知为冯卡门街效应(Von  Karman  street  effect)。当流体通 过非流线形体或涡街发生体(或称为旋涡脱落体)时,沿涡街发生体的每一侧和在所述每一 侧的后面会以一脱落频率(或分离频率)交替地脱落或分离小的涡或涡旋,所述脱落频率与 流体流的速度成比例。涡街流量计利用传感器来检测涡旋并确定脱落频率。然后,涡街流量 计可以根据确定的脱落频率输出速度测量结果。 涡街流量计可以使用不同类型的传感器来检测从涡街发生体脱落的涡旋。一些涡 街流量计利用也称为“挡板”的弯矩传感器()来确定流体流的速度。弯矩传感器包括应变 仪,所述应变仪可以与涡街发生体或定位在涡街发生体下游的梁连接。在进行流体流量测 量时,来自涡街发生体的交替的脱落的涡旋在涡街发生体或梁的每一侧上产生高压力和低 压力的交替图案。这会导致涡街发生体或梁以与脱落频率匹配的频率产生振荡应变。涡街 流量计使用应变仪检测振荡应变图案并确定脱落频率,根据脱落频率确定流体流的速度。 涡街流量计也可以使用超声波传感器来检测脱落频率。超声波传感器包括定位在 涡街发生体下游的流体流的相反侧上的发射器和接收器。发射器传输超声波通过脱落的涡 旋,所述超声波被接收器检测。涡旋在可观测的流动参数(诸如压力或速度)中产生局部振 荡变化。当超声波传输通过涡旋时,涡旋在透射波与接收器接收的波之间产生相位差,这取 决于涡旋的强度和速度。流量计利用检测到的相位差来计算流体流的速度。
技术实现要素:
本公开的实施例通常涉及涡街流量计和使用涡街流量计来测量流体流的流率的 方法。涡街流量计的一种实施例包括壳体、涡街发生体、超声波传感器、弯矩传感器和控制 器,所述壳体具有内腔,所述涡街发生体由所述壳体支撑并沿相对于所述中心轴线倾斜的 第一轴线延伸到内腔中。超声波传感器由壳体支撑,位于涡街发生体的下游侧,并且配置成 产生超声波流率输出,所述超声波流率输出指示通过内腔的流体流的流率。超声波传感器 包括定位在所述内腔的相反侧上的超声波发射器和超声波接收器。弯矩传感器由壳体支 撑,位于涡街发生体的下游侧,并且配置成产生弯矩流率输出,所述弯矩流率输出指示通过 所述内腔的流体流的流率。弯矩传感器包括沿所述第一轴线从内腔的壁延伸的梁。所述控 制器配置成基于超声波流率输出和/或弯矩流率输出来产生指示所述流率的流率测量结 果。 利用涡街流量计测量流体流的流率的方法的一个实施例包括将涡街流量计的涡 街发生体定位在流体流中。当流率小于第一阈值流率时,使用由涡街流量计的超声波传感 器产生的超声波流率输出来执行流率的低流量模式测量。当流率大于第二阈值流率(所述 4 CN 111615620 A 说 明 书 2/6 页 第二阈值流率大于第一阈值流率)时,使用由涡街流量计的弯矩传感器产生的弯矩流率输 出来执行流率的高流量模式测量。当流率介于第一阈值流率与第二阈值流率之间时,使用 超声波流率输出和弯矩流率输出来执行流率的中流量模式测量。 提供本
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