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    /Tech Features
    渦街流量計經驗雜談 之二

           

    本篇談一談有關探頭的質量指標問題。本篇所指的探頭是指國內渦街流量計最為常用的探杆式壓電探頭傳感器。

     

    探頭將渦街漩渦振動的機械信號轉化為電信號,然後通過電路拾取、放大、濾波獲得跟流速成正比的頻率信號,通過流量標定,得到儀表係數,那麽就可以將渦街流量計安裝到管道上,通過測量到的漩渦振動頻率得知流體流量。

     

    那麽AG娛樂app怎樣來衡量探頭的質量呢?

     

    因為屬於機電轉換傳感器,所以AG娛樂app會自然想到,探頭的響應頻率範圍和靈敏度,這是基本的技術指標。實際上對於這兩項參數,是比較容易獲知和控製的。一般目前使用的壓電陶瓷的固有頻率都比較高,比如幾十千赫茲,這遠高於渦街流量計的最高漩渦頻率(渦街流量計的漩渦頻率基本在1~4000Hz範圍內),固有頻率比信號頻率高,這會使模擬濾波電路更為簡單些,當然並非是固有頻率 越高越好。但是上麵的固有頻率是單指壓電陶瓷的,而不是整體探頭的,探頭的整體也有個固有頻率,這個固有頻率就是AG娛樂app需要考慮的,目前市場上的渦街流量計的固有頻率多低於5KHz(探杆式壓電探頭),每種規格的壓電探頭長度不同,長的探頭固有頻率低,用在大口徑或液體介質測量上,短探頭用在小口徑氣體介質測量上。

     

    漩渦的最高頻率、探頭的固有頻率在設計濾波器的時候需要用到。

     

    這裏需要注意的是,如果漩渦的頻率可能達到探頭的固有頻率的話,可能引起共振而對探頭造成損害,根據經驗,這可能發生在小口徑的渦街流量計上。

     

    上麵講的是探頭的固有頻率,下麵講探頭的信號靈敏度。探頭信號的靈敏度,跟可以測量的最小流速、信號電路的放大濾波部分都有關係。但是探頭的靈敏度過高的話,可能帶來負麵影響,這一點做過模擬電路的同仁都是很了解的,這裏不多講。這裏講的是,探頭信號的穩定性。

     

    作者對部分探頭做過低流速下小信號測量信號幅值,發現有的探頭信號幅值跳動過大即幅值不穩定,此情況下伴隨有信號的二次諧波,諧波幅值偶爾高於信號幅值。對於一些測量量程較窄的渦街流量計,主要測量流速較高的部分,所以低流速的小幅值信號部分用不到、濾波器直接濾掉了。所以對於此類窄測量量程的渦街流量計,探頭的低流速小信號幅值穩定性就顯得不重要了。但是,對於測量範圍比較寬的渦街流量計,比如數字信號處理的渦街流量計,探頭的低流速小信號幅值穩定性還是很重要,此項性能差的話,輕則引起重複性差,重則會測量出錯。

     

    接下來,講一下探頭的絕緣電阻。這個絕緣電阻值有兩個方麵的絕緣電阻,一個是探頭線、線之間的絕緣電阻,另一個是探頭線跟外殼之間的絕緣電阻。這個參數是非常重要的。高溫情況下的渦街流量計失效,表現上基本都是探頭高溫下絕緣電阻下降。當絕緣電阻低於約4M(是個大約值)時,渦街流量計性能就降低了。所以最好讓渦街流量計,在常溫、高溫下,都有高的絕緣電阻,比如都高於10兆歐,這個阻值且是比較穩定的,這是比較理想的。

     

    探頭的信號線,都知道也是空間電磁幹擾的引入通道,所以信號線裸露在空氣中的部分不能太長,完整的金屬屏蔽對抑製電磁幹擾效果非常明顯。

     

    探頭線、線之間如果抖動摩擦,都可能引起靜電,或者不穩定的線間電容變化,所以探頭線需要固定好。

     

    探頭線當然也不能靠近其它電源線、信號線等,否則容易耦合進幹擾,還是上麵提到的,探頭盡量做好完整的金屬屏蔽。

     

    上麵提到過探頭高溫下失效的表現是絕緣電阻下降,怎樣來提高探頭的耐高溫性能呢?很顯然其中最為重要的是壓電陶瓷(壓電晶片)本身的耐高溫性能;另外是想辦法增強隔熱;另外一個是讓壓電陶瓷(壓電晶片)盡量離開高溫區。

     

    上麵都是講了一些關於壓電探頭的質量指標和使用方麵的問題。想到哪裏寫到哪裏,似乎有點零碎,還請諒解。

     

    如果各同仁有什麽好的建議,請發電子郵件給作者(tech@ygxhy.com)。

     

    本篇就講到這裏。

     

     

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    2019-8-26 14:27:23 作者: 來源:

     

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