射流以及射流运用流体在射流计量腔中发生与其流速成正比的双稳态振动这一原理而构成,是近年来水丈量领域中的新产品。因为射流的计量腔内无机械运动部件,内外表选用摩擦系数极低的工程塑料资料和优化的腔体结构等技能,因而射流流量具有惯例运用的寿命长,腔体不结垢、不阻塞,制作成本低,射流计量腔体可一次注塑成型,批量生产产品特性一致性好等特色。
同等选用国外水表先进产品质量标准的新国标(GB/T778.1~3-2007)已将传统机械水表、带电子设备的机械水表以及选用电和电子原理的新颖电子水表等均列入水表产品序列,使水表产品类别和种类愈加全面、技能来历愈加多样、产品功能更优越。水表新国标的颁布实施给射流电子水表有了正式“身份”,一起也有了能够遵从和检验的技能指标和实验办法,为射流流量传感器和射流电子水表的功能提高与开展指明晰方向。
射流流量传感器一般由射流计量(振动)腔和振动信号检测电路两部分所组成。射流计量腔的效果是将被测流体引进腔体并使其发生安稳而继续的双稳态振动;振动信号检测电路的效果则是将与被测流体振动频率成份额的流速信号经过必定的传感原理及相应的灵敏元件将其检出并做信号预处理,供后续信号处理单元运用,终究得到被测管道中流体的流速、流量以及累积流量等参数。
射流腔的结构及方法有多种,其间有代表性结构的射流腔的主要特征是在小流量丈量条件下(即雷诺数较小时)能很好地起振并继续等幅振动,因而具有小的始动流量值,特别适合于流量丈量规模要求较宽的电子水表使用。
当关闭管道中的水流体进入射流计量腔时,因为射流的附壁效应和操控射流反应原理,使水流体在射流计量腔中振动,该振动频率在必定的流量规模内与流经管道流体的流速或体积流量成正比,且不受流体的物理性质等影响,见下式
在射流腔主通道或反应通道上设置电磁速度式灵敏元件或压电压力式灵敏元件,能够将流体振动频率检出并送后续信号处理电路作进一步处理。
对流体在射流腔中的振动进程作如下描绘:管道水流体进入射流腔进水孔并在其喷嘴口处构成射流喷发体;射流喷发体在经过主通道时,因为遭到射流附壁效应和随机搅扰影响,流体就会沿着两个对称侧壁中的恣意一个侧壁前行;在分流劈的阻挡下,流体会在分流劈与其间一个侧壁之间经过,其间大部分流体流向出水孔并最终流出射流腔,少部分流体则经过两个对称反应通道中的同一侧通道流回主通道;反应回来的流体会改动主通道射流喷发体的活动方向,使其倾向另一侧壁并在分流劈和另一侧壁之间流过。相同景象,大部分流体又会流出出水孔,少部分流体经过另一反应通道又流回到主通道并改动射流喷发体的活动方向;这样循环往复进行下去,就会在射流腔中构成安稳的射流振动,它与双稳态振动器的作业原理十分类似。射流振动频率在雷诺数大于某一数值时与管道中水流体的流速或体积流量成线性关系。
现以电磁速度式信号检测原理为例阐明信号检测的作业进程。射流振动频率f是由感应电动势E的周期改动反映的。射流振动幅值Emax既是射流腔信号检测电极几许方位w的函数,又是射流振动频率f的函数。计算机数值模仿依据成果得出,在相同的管道流速条件下,处于射流腔内部不同方位的振动流体,其活动速度是不同的,因而感应电动势也不相同;当管道中流速改动时,射流振动频率也会随即改动。射流振动频率越低,射流体切开磁力线的运动速度就越慢,检测到的信号幅值就越小。反之,频率越高,速度就越快,信号幅值就越大。信号检测方法能是单端方法,也能够是差动方法,差动信号输出幅值是单端方法的2倍。已知射流体在计量腔中按正弦规则振动,可用下式别离描绘两路相位相反的单端输出信号E1和E2: