提升涡街流量计三个核心技术问题应对特殊需求

  随着科技的不断发展，不断创新，涡街流量计被测试可以用来测量高温流体流量、测量低雷诺数的流量且具有通信功能，为了满足上述高性能涡街流量计面临的特殊工况的需求，中原仪表流量计厂家研制面向特殊需要求的涡街流量计。目前，面向特殊需求的涡街流量计主要面临三个关键技术问题:

  (1)采用温度特性非常好的压电晶体材料来制作耐高温涡街流量传感器，可以进行高温流体的测量。但是，压电晶体的压电系数仅为压电陶瓷的几十分之一，并且其阻抗更大。这就导致耐高温涡街流量传感器存在输出信号灵敏度较低、易受干扰的问题。

  (2)为了提高仪表的测量精度和抗干扰能力，将数字信号处理方法应用于涡街流量信号的处理，从含有噪声的信号中提取流量信息。但是，数字信号处理运算

量大，单片机必须全速运行，功耗较大。虽然己有用超低功耗单片机实现数字式两线制涡街流量计的先例，但是，当流量计还需具备HART通信功能时，HART部分的引入增加了功耗。同时，由于电流环上叠加了1200Hz和2200Hz的正弦波HART通信信号，当采用传统的电源设计方案时，变送器消耗电流的波动以及非隔离型DC/DC的作用，会造成电流环上HART通信信号产生畸变。

  (3)根据卡曼涡街的形成原理，只有当被测流体流量所对应的Re在5000以内时，流体才开始处于层流状态，此时无法产生稳定的涡街。因此，理论上涡街流量计最低可以进行Re为5000左右的小流量测量。但在实际应用中，对于Re在5000-20000范围内的小流量测量，Sr会跟随R。而变化，导致涡街流量计的仪表系数也相应地发生改变。此外，由于此时涡街流量传感器的输出信号中，涡街流量信号的幅值很小，很容易被环境中的噪声所淹没，从而无法提取流量信息。因此，常规涡街流量计难以进行Re在5000左右的小流量测量，其量程下限所对应的Re一般在20000左右。