渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)探討 十九

第二章光纖渦街流量計(jì)的理論基礎(chǔ)

2．1 光纖渦街流量計(jì)工作原理介紹

光源發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)聚焦透鏡耦合到傳感光纖中，光纖垂直流體流動(dòng)方向穿過(guò)管道，在光纖的出射光端放置一狹縫，光纖出射光經(jīng)過(guò)狹縫打在光電轉(zhuǎn)換接收器上，接收器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出，電信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波和整形電路輸入到單片機(jī)上并顯示出來(lái)。渦街發(fā)生體垂直流體流動(dòng)方向放置在傳感光纖的正前方，被測(cè)流體經(jīng)過(guò)旋渦發(fā)生體時(shí)，當(dāng)流體的雷諾數(shù)e R 增大到40左右時(shí)，旋渦發(fā)生體的下游會(huì)產(chǎn)生兩列旋轉(zhuǎn)方向相反的并排旋渦，這被稱(chēng)為卡門(mén)渦街，如圖（2-1）所示。漩渦的頻率與流體流速的關(guān)系為：u = df St ，式中f 為漩渦的頻率， t S 為斯特勞哈爾數(shù)， u 為流體的流速， d 為渦街發(fā)生體的特征常數(shù)。振動(dòng)的旋渦

序列在向下游移動(dòng)的過(guò)程中作用于傳感光纖上，使之產(chǎn)生頻率相同的振動(dòng)，光電管接收到光纖輸出光的光強(qiáng)受到光纖振動(dòng)調(diào)制。只要我們知道光電管的輸出能量的變化頻率，也就測(cè)出光纖振動(dòng)頻率，從而測(cè)出旋渦頻率，根據(jù)卡門(mén)渦街原理也就測(cè)出流體的流速，再知道流體流動(dòng)的橫截面積S，就能測(cè)出流體的流量Q：Q = Su。

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