探究卡门涡街旋涡强度检测与应用研究

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1、天津大学硕士学位论文卡门涡街旋涡强度检测与应用研究姓名：冯建云申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：张涛20070701摘要流量是工业控制与生产中的一个重要参数，近些年在流量测量方法上有了很大的提高，但是目前仍有许多流量测量问题难以解决，质量流量的测量便是其中的难点，需要进行深入研究。涡街流量计是一种振动型流量仪表，其最主要的优点是输出与流速成一定比例的频率信号；其次它还具有无可动部件，对介质适应性强等优点。目前使用涡街流量计进行体积流量的检测技术已经相当成熟，但是，在化工、石油、冶金、轻工、食品等很多行业，人们迫切需要知道质量流量，但却一直找不到经济

2、实惠的方法。为了解决这个问题，许多学者进行了不同方式的尝试。本文通过对涡街信号进一步分析，验证了涡街信号强度与流体的密度及流速的平方成正比。本文正是基于涡街信号中的密度信息，探索用涡街流量计进行质量流量的检测。本论文主要完成以下工作：1．为了证实旋涡信号强度与密度及流速的关系，本文使用了计算机采集系统对DNl00的涡街流量计进行水和气实验，实验表明，涡街强度信号与介质密度及流速平方成正比。2．应用了卡门涡街信号强度与密度及流速的关系，尝试设计了一台涡街质量流量仪表。此质量流量计在临界流音速喷嘴装置上对空气实现了体积流量和密度的检测，液晶显示作为输出接口；此外可以与上位

3、机进行通讯。研究表明，利用该仪表所测试的流体密度的相对误差能大致控制在20％以内，相信将来如果采用更有效的检测元件，精度问题就会迎刃而解，这样就可以利用涡街流量计实现对质量流量的检测。关键词：儒可夫斯基升力定理，MSP430单片机，质量流量，旋涡强度ABSTRACTFlowrateisanimportantparameterinindustrialprocesscontrol，themeasurementtechnologyhasbeenimprovedgreatlyintheseyears，buttherearestillmanyunsolvedflowmeasur

4、ementproblemsatpresent，amongtheseproblemsmassflowratemeasurementisthedifficulty，greateffortsshouldbedonetosolvethisproblem．Vrortexflowmeterisavibration．typeflowmeter,itsmainadvantageisthattheoutputpulseisgeneralproportionaltotheflowrate；Secondly，ithasnomovingpartsandgoodadaptabilitytoma

5、nyfluid．Currently，volumeflowratemeasurementtechnologyisquitematurewhenusingvortexflowmeter，however，inthechemicalindustry，petroleum，metallurgy，lightindustry，foodandmanyotherindustries，thereis锄urgentneedtOknowthemassflowrate，butwecan’tfindalleconomicwaytodoSO．Manyscholarshavetrieddifferen

6、twaystosolvethisproblem，ithasbeenverifiedthatthesignalintensityisproportionaltothefluiddensityandthesquareofthevelocitybyfurtheranalysisofvortexsignal．Basedonthedensityinformationofthevortexintensity，thispaperistryingtomeasurethemassflowratebyusingvortexflowmeter．Thedissertationmainlyfo

7、cusesonthefollowingcontents：1．ComputeracquisitionsystemisusedtodowaterandgasexperimentsusingvortexflowmeterofDN100inordertoprovetherelationshipamongvortexintensity，fluiddensityandflowrate，experimentshowsthatVortexintensityisproportionaltOthefluiddensityandthesquareofthevelocity