[发明专利]具有一个阻挡体的涡流检测器

说明书

本发明涉及一种具有一个阻挡体的涡流检测器，根据卡曼的涡街原理，用阻挡体可以测量以壁为界的液体流、气体流和蒸汽流的容积流量，这些介质在下面都称为流体。

如果阻挡体放置在流体流的中间，在流体中的阻挡体的两边缘相互交替地分离出涡旋。涡旋分离的频率，即所谓的涡旋分离频率，正比于流动速度，并且由此对于以壁为界的流动正比于容积流量。

测量精度主要取决于阻挡体，尤其是它的形状，它的尺寸和它所安放位置。另外，雷诺数Re的范围以及影响测量精度的涡旋分离频率的变化也取决于阻挡体。在雷诺数Re的范围内，涡旋分离频率与容积流量的关系是恒定的，并且雷诺数Re的范围一般构成了涡流检测器的测量范围。

到目前为止，已知的涡流检测器都使用简单的基本形状的阻挡体，例如圆柱形、矩形、三角形、梯形，其中经常使用的是梯形阻挡体。

用这些形状的阻挡体当雷诺数Re≥20000时(与测量管的直径有关)，只能获得一个不变的斯特劳哈尔数的范围；斯特劳哈尔数的变化为超过1％。

已知斯特劳哈尔数S在给定阻挡体的宽度b下与涡旋分离频率f和流动速度V的关系为：s＝fb/v。

在理想的测量边界内，上述的阻挡体形状可达到下面的雷诺数的下限值Re_min，并由此获得测量范围的下限，以及涡旋分离频率f的变化σ的值：阻挡体形状                     Re_min      σ％圆                             40000         4.0矩形                           25000         3.0三角形，面朝流入方向           21000         1.5三角形，尖朝流入方向           28000         2.0梯形                           25000         1.0细长的梯形                     20000         2.0圆角梯形                       25000         3.0T形体                          30000         2.0梯形/梯形                      20000         2.5

在德国专利DE-A 3916056中，只是用图表示了一种阻挡体的横截面，没有进一步的说明(参见图4)，

—该阻挡体为组合体

——由一个朝入流方向的平面梯形部件

———高度为l₁

————朝入流方向的平面的底宽为b₁

———背入流方向的平面的底宽为b₂以及

——由一个与梯形部件无间隙地连接在一起的尾流部件组成，尾流部件的横截面为三角形，高度为l₂、底宽度为b₃，

—具有下面的尺寸关系：

b₂/b₁＝0.66                   (2′)

l₁/b₁＝0.20                      (3′)

l₂/b₁＝0.52                      (4′)

b₃/b₁＝0.19                      (5′)

0.19＝b₃/b₁≤b₂/b₁＝0.66      (5″)

0.33＝b₂/2b₁≥b₃/b₁＝0.19     (5)

另一些组合体通常由上述的基本形状组成，这些组合体在紊流中基本上没有扩大斯特劳哈尔数的恒定范围并且避免涡旋分离频率变化。

因此存在着一个问题，在前边所述的以及通常的阻挡体上，对所说的雷诺数更小的雷诺数，存在着上述测量范围的限制，并且涡旋分离频率的变化太大。