涡街流量计如何振动测量
介绍
近年来，随着振动实验的深入研究，振动测量技术已经开发并应用于航空，航天，电子，航运等各个领域，并呈现出良好的发展趋势，因而成为热点。学者要争辩的话题。振动测量技术是利用现代检测方法实现振动检测的机械结构，测量流体的振动频率，然后确定管道中的流体流量和流量，而涡街流量计则是基于振动测量原理流量测量仪主要用于测量管道内涡街流体产生的涡流频率。它基于流体振动频率与流速之间的比例关系原理。涡街流量计的应用过程需要采用振动检测技术，将振动转化为相应的电荷量，并将电荷转换成电压，而电荷放大器在此起着关键作用，这已成为提高测量精度的一种方法。本文重点研究了涡街流量计的振动分析和测量技术的深入分析和研究，采用低噪声电荷放大器设计，并对相关电路的功能和结构进行了详细的讨论。
1、振动测量内容介绍
振动测量技术是一种现代常用的流量测量方法首先，根据振动测量的基本原理检测机械结构的振动，并将振动运动量转换为一定比例的电或其他物理信号，这些信号易于观察，分析和处理，最后计算出分析信号的频率。获得机械振动结构的振动特性，实现对机械设备振动的测量。
根据结构振动的类型可以将振动测量分为两类：确定性振动和随机振动。本文所研究的涡街流量计中由流体引起的振动是使用振动的确定性振动。传感器实现振动信号的获取并测量流体的振动频率，从而可以导出流体的流速和速度。这种基于振动测量技术原理的涡街流量计已被广泛用于测量气体，液体和蒸汽流量。同时，涡街流量计是检测振动振动的特征参数。有三种方法可用于特定的测量过程：机械量法，光学测量法和电测量法。本文研究的涡街流量计中的振动测量技术采用电气测量方法，该方法使用振动测量传感器获取机械振动信号，并将其转换为电信号，并由电荷放大器进行调节。大，然后确定管道中流体的流量和流量。
2、振动测量系统的组成
根据以上内容，电测量方法被用于振动测量系统的研究。这是振动测量中的常用方法。与光学测量方法和机械方法相比，该方法具有较宽的频率范围和较宽的动态范围。灵敏度高，电气测量方法可应用于不同的振动传感器，信号也易于记录，处理和传输。因此，本文的振动测量系统主要由：振动传感器，电荷放大器，信号分析仪等组成，如图1所示。
2.1、振动测量传感器
振动测量传感器是获取振动信息的重要设备。它是振动测量系统的核心部分。有很多种类。在具体的应用测量中，不同的传感器应结合不同的测量方法和目的，以确保测量效果。现代振动测量传感器彻底改变了传统的独立机械测量装置，已成为检测位移，速度，加速度，频率和相位的整个振动测量系统的重要组成部分，也与相关电子电路如电荷放大器。相关。
同时，振动测量可以检测到它机电转换原理上存在差异，输出功率形式不一样，机械振动信号一般会转换成电阻，电感等电参数的变化，还要设置专用的测量路径以解决不同的机电变化原理是将传感器的输出功率转换为由后续显示器，记录和分析仪接受的电信号形式。
2.2、电荷放大器
电荷放大器将来自传感器输出的弱电荷信号转换为放大的电压信号，同时将传感器的高阻抗输出转换为低阻抗输出并成功驱动后续电路。同时，在振动测量中，考虑到振动传感器特性的差异，测量参数与位移，速度和加速度以及相关参数（如峰值，振动频率，周期和相位差）有关测量的振动量也应包括在内。因此，为了以最佳方式获得测量参数，需要在振动传感器和信号分析仪之间安装电荷放大器，以放大位移，速度和加速度等不同电荷信号的信号，并将其转换为信号。电压或电流信号。
2.3、振动信号分析仪
振动信号分析仪可以显示振动测量参数““加速度，速度，位移值”，具有强大的现场数据采集和分析功能，并且还可以诊断（如：不平衡，不对中，机械松动，轴承故障，齿轮箱故障）过度振动造成的，表明发生故障的位置和损害程度，以充分掌握机械设备的运行情况和发展趋势。
3、涡街流量计的工作原理
本文研究的涡街流量计是一种基于“卡门涡街”原理开发的新型流量测量仪。它使用流体振动的原理来测量流量。涡流流量计在流体的垂直流动方向上配备有一个或多个涡流发生器。当流体的流量达到一定比例时，它会释放并分离钝体两侧的两个正序旋转方向。相反的涡旋，也可以在一定范围内的雷诺数流体振动频率和流量相关性，利用振动检测技术检测 涡流分离频率，可以计算出平均流速和流速，具体工作情况原理如图2所示。
涡街流量计的工作原理
目前，涡街流量计已成为主要的流量测量仪器之一。由于其测量可靠性好，测量范围广，已被广泛应用于石油，化工，发电等领域，并测量和测量液体，气体和蒸汽的流量。并且控制的使用已经显示出良好的价值。但由于涡街流量计采用振动测量技术实现流体测量，因此更容易受到外界干扰，影响其测量精度;同时，由于涡街传感器传递的信号微弱，在噪声的影响下流量测量较小。有限。为保证涡街流量计的测量精度，应充分利用振动检测技术，降低电荷放大电路的噪声，提高其应用性能。
4、振动检测技术在涡街流量计中的应用
4.1、涡街流量计流体振动检测
涡街流量计采用上述振动测量技术实现流体检测。对于涡街流量计的振动检测，只需要检测流体振动的特征参数，即特定应用管道中流体产生的涡旋频率即可。可以实现振动测量以获得振动测量信号。目前，涡街流量计中使用的振动检测方法可以是：压电式和电容式，压电式是交替涡流引起的压力脉动检测元件的压电晶体产生用于检测的电脉冲，并且电容性检测元件是电容。由涡流产生的压力差导致电容变化差异实现振动测量，其中压电元件以一定速度响应，并且不易受流体密度，粘度和温度的影响，具有良好的稳定性，可广泛应用用于涡街流量计。涡街流量计流体振动检测如图3所示。
涡街流量计振动测量系统
本文的涡街流量计振动测量系统中的压电传感器输出的弱电信号与上述振动测量系统一样，需要通过高输入阻抗的前置放大器的阻抗交换电荷信号，然后才能放大通过检测电路将传感器信号传输到显示仪器或实现远程传输。该过程基于振动检测的相关原理和技术。
4.2、涡街流量计传感器
涡街流量计传感器使用压电传感器。该传感器具有很高的测量效率，可以实现流体测量而不需要直接接触测量介质。通常使用压电元件的应力检测方法来测量振动频率。具体的操作过程是由涡旋产生的交变压力转化为压电传感器的电荷信号具有与涡旋脱落频率相同的变化频率。由电子电路处理的交变电荷被转换成涡旋频率。由于涡旋频率与流体流量正相关，所以获得流体流动。压电晶体元件用于检测涡流分离的频率。涡旋在圆柱体的两侧交替分离以促进压力脉动的产生。通过安装在主候选尾流中的探针检测交变力。探头内部的压电晶体元件在交变压力作用下经受电荷变化。交流充电信号经过读出放大器或数字信号处理后，输出频率信号或转换成比例流量。 〜20mA直流标准信号输出。
4.3、涡街流量计放大电路
由涡街流量计中的传感器输出的电压信号需要放大电路来放大和处理信号。使用振动测量技术的测量电路的关键在于前置放大器的设置，其不仅能够从高阻抗输出传感器的输出信号。它变为低阻抗，并且还可以放大传感器的弱电信号。前置放大器电路可以使用具有电熔反馈的电压放大器或电荷放大器。放大器用作涡旋流量计的转换装置。放大，滤波，整形后，放大器成为脉冲信号，其频率与流速成正比，然后进行计数处理得到流量信号，从而提高涡街流量计的抗干扰能力。
5、结论
机械振动是一种常见现象，直接影响机器的精度和正常运行。基于机械振动原理开发的振动测量技术是工业控制和生产中的重要内容之一，尤其是涡街流量的测量技术。该仪表的振动检测原理有许多相似之处，这为振动检测技术在涡街流量计中的应用提供了可能性。因此，本文对振动检测技术在涡街流量计中的应用具有重要的理论意义。使用价值，并能促进涡街流量计的不断创新和发展提供相关依据。
