[发明专利]一种抗振型双涡街传感器流体测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种抗振型双涡街传感器流体测量装置，包括管道(4)，其特征是：所述管道(4)的一端内部上侧固定有旋涡发生体(5)，所述管道(4)上固定有支撑板(1)，所述支撑板(1)上固定有反向串接的主传感器一(3)和主传感器二(2)，所述主传感器一(3)和主传感器二(2)之间的间距为S＝(1/2+a)λ；a为0、1、2、3、4……，λ为旋涡发生体(5)切割液体形成涡街信号的波长。

2.根据权利要求1所述的抗振型双涡街传感器流体测量装置，其特征是：a优选为0。

3.根据权利要求1所述的抗振型双涡街传感器流体测量装置，其特征是：所述管道(4)的上侧设置有凹槽(6)，所述凹槽(6)内固定所述支撑板(1)，所述管道(4)的上侧设置有两个圆孔(7)，所述主传感器一(3)和主传感器二(2)分别穿过两个所述圆孔(7)，圆孔(7)的直径大于主传感器一(3)和主传感器二(2)直径。

4.根据权利要求1所述的抗振型双涡街传感器流体测量装置，其特征是：所述旋涡发生体(5)设置在所述管道(4)的液体入口一端正中间位置，所述旋涡发生体(5)将管道(4)一端分割成对称的两部分。

5.根据权利要求1所述的抗振型双涡街传感器流体测量装置，其特征是：所述主传感器一(3)负端连接所述主传感器二(2)的负端，所述主传感器一(3)和所述主传感器二(2)的正端均连信号处理装置，所述信号处理装置连接控制器，所述主传感器一(3)和所述主传感器二(2)的输出信号叠加后通过所述信号处理装置输送给控制器，所述控制器采用微处理器。

6.根据权利要求5所述的抗振型双涡街传感器流体测量装置，其特征是：所述信号处理装置包括与所述主传感器一(3)和所述主传感器二(2)的正端连接的电荷放大器，所述电荷放大器连接低通滤波器，所述低通滤波器连接高通滤波器，所述高通滤波器连接可变增益放大器，所述可变增益放大器连接控制器的引脚2和引脚3，所述可变增益放大器还同时连接可控选频放大器，所述可控选频放大器连接主放大器，所述主放大器连接限幅放大器，所述限幅放大器连接施密特触发器，所述施密特触发器连接控制器的引脚85，所述控制器引脚67还连接频率隔离输出模块，所述控制器引脚78还连接低通+V/I转换器，所述控制器引脚75还连接数字通信接口，所述控制器引脚1和引脚99通过隔离模块连接电源，所述控制器的引脚83、84和87还连接键盘输入模块，所述控制器的12-35、引脚52-55、引脚55-59还连接显示模块，所述控制器的引脚95和引脚97连接可控选频放大器，所述主放大器的输出还连接所述控制器的引脚96。

7.一种抗振型双涡街传感器流体测量方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤1：将所述主传感器一(3)和主传感器二(2)间隔(1/2+a)λ安装，a为0、1、2、3、4……)；λ为旋涡发生体(5)切割液体形成旋涡的涡街信号的波长，主传感器一(3)固定靠近所述旋涡发生体(5)的位置。

步骤2：输送的液体流经所述管道(4)，所述旋涡发生体(5)切割液体，形成旋涡；

步骤3：主传感器一(3)和主传感器二(2)检测到涡街信号后，主传感器一(3)和主传感器二(2)反向串联，两者检测到的信号合并叠加后经过信号处理装置输送给控制器，主传感器一(3)和主传感器二(2)检测到的两个涡街信号的频率、幅度均相同，但是相位差等于半个周期，因为主传感器一(3)和主传感器二(2)反向串联，因此主传感器一(3)和主传感器二(2)的输出幅度信号是叠的，其幅值等于单个主传感器幅值的2倍；

步骤4：当主传感器一(3)和主传感器二(2)所在的管道(4)振动时，所产生的信号在主传感器一(3)和主传感器二(2)上的频率、幅度均相同，因反向串接，所以主传感器一(3)和主传感器二(2)输出的振动信号相互抵消，主传感器一(3)和主传感器二(2)振动信号叠加抵消后无振动信号输出，控制器根据接收的传感器一(3)和主传感器二(2)叠加后涡街信号计算液体瞬时流量和累加流量，且计算结果没有受到管道(4)振动信号的影响，故是一种抗振型双涡街传感器，计算的精确度更高。

8.根据权利要求7所述的抗振型双涡街传感器流体测量方法，其特征是：所述步骤1的λ的计算过程如下：

首先根据m、D、d、f和Sr之间的函数关系计算λ的值，具体步骤如下：

m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比；

D--管道表体通径；

d--旋涡发生体迎面宽度；

旋涡发生的频率为：

f--旋涡的发生频率；

U1--旋涡发生体两侧平均流速；

U--被测介质来流的平均速度即流体速度；

Sr--斯特劳哈尔数，斯特劳哈尔数是无量纲参数，它与旋涡发生体的形状及雷诺数有关，它由下式给出Sr＝f*m*d/U；

f＝k.Q

k--涡街流量计的仪表系数

Q--管道内体积流量

T--漩涡的周期；

λ--漩涡的波长

当斯特劳哈尔数Sr在雷诺数＝2×10⁴～7×10⁶范围内，Sr可视为常数，故对具体涡街流量计，管道表体通径D和旋涡发生体迎面宽度d确定后，其流体的波长λ为恒定值。