涡街流量计智能技术的应用与原理 十二

第二章智能压电式涡街流量计原理及体系研究

§2．1传统压电式涡街流量计结构及原理

当管道中的流体遇到横置(即与管道轴线相垂直方向)的柱状障碍物时，就会产生有规律的漩涡序列。漩涡成两列而且平行，有如街区道路两旁的路灯，故又称为“涡街”。根据漩涡出现的频率测量介质流量，这就是涡街流量计的基本思想。根据卡门涡街原理，当两漩涡列之间的距离h和同列的两个漩涡之间的距离L满足h／L=O．281时，由两列漩涡构成的涡街阵

列几何结构最稳定。

利用流体自然振荡原理，通过检测在漩涡发生体后产生的卡门漩涡列的频率，求出流经管道的体积流量。其中以压电元件作为检测元件在80年代后期越来越广泛，尤其是利用应力检测方式。其特点是结构简单，如能把检测元件密封安装在漩涡发生体内部，则检测元件不接触被测流体，耳前采用压电元件作为检测元件的漩涡流量计，其封装方式和结构各有不同。

本文仅就一种典型的压电式涡街流量计讨论其结构及其特点。

流体的流动方向垂直于纸面，作用在漩涡发生体上面的交替推力频率与漩涡发生体发出的漩涡频率相同，这个力使漩涡发生体产生应力变化，由装在漩涡发生体内的压电元件检测出此

应力的变化频率。交替推力的大小与流体流速平方及流体的密度成正比，而交替应力诱导的交变电荷的频率即为漩涡的频率，将交变电荷经电子线路处理后作为漩涡的频率输出。

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