涡街流量测量中一种振动信号识别方法的研究

孙宏军 李 霄

(天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072)

涡街流量计基于卡门涡街原理。当流体通过漩涡发生体后，在发生体两侧产生交替脱落的漩涡列并向下游移动。通过测量与流速成正比的频率信号即可得到当前流速。在涡街流量计的设计过程中，振动、电磁干扰及低流速测量等问题一直阻碍着其发展和应用[1]。

目前，主要的涡街信号检测方式有热丝式、电容式、应力式、差压式和超声式，其中效果最好、应用最广泛的为应力式和差压式。由于动态响应频率限制，差压式检测方式在流量超过一定值后会出现信号强度失真现象[2]，限制了其在工业生产中的应用。应力式检测方式在信号稳定性、频率测量、信号幅值上较其他检测方式有很大的优势[3]。但是其对外界振动和流体的流动状态特别敏感，如管道振动、管道流体的冲击力以及由于流量的变化产生的随机脉动压力等干扰，都会对流量的测量产生很大的影响。因此抗振问题成为提高涡街流量计性能的关键，也成为涡街流量计在实际应用中的突出问题。

当前，国内外学者为解决涡街流量计抗振问题做出了广泛而深入的研究，就探头抗振结构方面有如下研究：选择在梁结构的振动弯矩零点处粘贴压电陶瓷来检测涡街信号；使用悬臂梁结构，在探头内和管道外贴装两对压电元件，用管道外压电元件检测到的振动信号去补偿探头内压电元件检测到的涡街振动混合信号[4]；……