渦街流量計的設計探討 十九

第二章光纖渦街流量計的理論基礎

2．1 光纖渦街流量計工作原理介紹

光源發出的光，經過聚焦透鏡耦合到傳感光纖中，光纖垂直流體流動方向穿過管道，在光纖的出射光端放置一狹縫，光纖出射光經過狹縫打在光電轉換接收器上，接收器把光信號轉換成電信號并輸出，電信號經過濾波和整形電路輸入到單片機上并顯示出來。渦街發生體垂直流體流動方向放置在傳感光纖的正前方，被測流體經過旋渦發生體時，當流體的雷諾數e R 增大到40左右時，旋渦發生體的下游會產生兩列旋轉方向相反的并排旋渦，這被稱為卡門渦街，如圖（2-1）所示。漩渦的頻率與流體流速的關系為：u = df St ，式中f 為漩渦的頻率， t S 為斯特勞哈爾數， u 為流體的流速， d 為渦街發生體的特征常數。振動的旋渦

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

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