插入式光纤涡街流量计

　　卡门涡街信号的产生、传感和检出变换，一直是人们颇为关注的问题.我们研制的《插人式光纤涡街流量计》是一种完全新型的流量测量仪表，它不但结构简单，易于制造，还可利用阿纽巴流量计的开孔装置开孔，将涡街发生体及二次转换装置直接插人生产管道中进行不停产安装，因此很受用户欢迎.尤其是涡街频率的检出变换利用了光导纤维特有的优点，使检出灵敏度和精度达到了可喜的程度。

　　一、卡门涡街信号发生体

　　为了获得比较稳定和强烈的旋涡，采用三角棱柱形旋涡发生体是比较理想的选择，依据测量管径的不同，棱柱还可做成与其大小相应的系列规格.实验证明其斯特劳哈尔数St在稳定区域内约为0.16，这样，可确定涡街信号频率云流体流速秒和棱柱迎流面宽度d之间的关系为：

　　采用此棱柱为发生体后，则流体在管径为D的管道中流动时的流量Q与频率f的关系为

　　所以只要检测出涡发生频率f就可得到流体的流量Q。从分析还可知道，旋涡频率就是交替作用在三角柱体上的升力的交替频率，因而，检测此交替频率并将其变换为与流量相对应的电量的任务，自然落到我们精心设计的光纤膜片式动态位移传感器身上.

　　二、光纤膜片式动态位移传感器

　　将棱柱背流面上方开二导压孔，分别引人膜片上下两侧，因而，交替变化的升力引起膜片的交替振动—挠度变化且两者的频率完全一致，再利用光纤将膜片的变形转换相应的光强信号的变化，其原理如图1所示.

　　膜片用特殊钢制成，用银焊焊接以使其周边固定.其厚度可根据流体的流速流压的不同做‘成多种规格，其外径可根据测量管径的大小系列化.

　　光纤采用Y型随机排列型式。这种形式的光纤输出输人特性的线性较好，反射光强的灵敏度较高。

　　当膜片在零压差情况下变形为O，膜片与光纤探头端面之间的距离选定在其静态工作点处，当由发射光纤来的光照射到膜片上反射时，由接收光纤接收的光强一定.当膜片受到交替力的作用而上下挠动时，则相应的改变着反射光强，且两者的变化频率一致，从而完成挠度一光强的转换.

　　传感器的输出信号不仅与光纤探头端面和膜片之间的距离有关，而且与膜片的变形也有影响.为了减小传感器的非线性输出，经过试验，膜片弯曲的挠度一定要控制在小于膜片厚度一半的范围内.膜片中心挠度与所加的压力成正比.所以测量大小不同的流量时，选择的膜片厚度也不同，在测量大流量时，若不改变膜片直径则必须增加膜片的厚度。