李振胜：广东江门市大光明农化公司

    LUGB系列涡街流量传感器是一种采用压电晶体作为检测元件的新型应力检测式涡街流量传感器。该仪表具有量程比宽、精度高、压力损失小、介质通用性好、有与流量成比例的脉冲信号输出，便于和计算机联网等优点。由于传感器采用的检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体不与介质接触，因此，仪表结构简单、通用性,具有高度稳定性，可用于各种气体、液体和蒸汽的流量检测和计量，LUGB流量传感器可与流量显示仪配套使用。

    流量显示不正常的原因可能由于传感器故障，也可能来自显示仪表，还有可能来自管道和工况方面的原因，因此分析故障原因时应对系统作全面的考察。本文就LUGB系列涡街流量计的工作原理及测量、故障处理作一些探讨。

    1  工作原理

    1.1 传感器的工作原理

    涡街流量计是基于“卡门”、“涡街”原理而研制的一种新型流量计。流量传感器是由一个与公称直径相同的表体和一个断面为三角形的柱体组成。三角形柱体轴线与被测介质流动方向垂直，其三角形底面迎向来流。在流体中插入柱状物体时，在柱状物体的两侧将交替产生有规则的旋涡列，称谓“卡门涡街现象”。卡门涡街的频率与流速成正比，可用下式表示。
                                                （1）

    式（1）F表示旋涡频率；V表示管道内平均流速；d表示柱状体迎流面宽度；D表示管道内径；St表示斯特罗哈数，在雷诺数104～106范围内，是一个无量纲常数。

    由于旋涡分离在柱体两面三侧产生压力脉动，通过柱体上的导压孔，在插入柱体内部的探头体产生交变应力，埋设在探头体内的压电晶体元件受交变应力作用而产生交变电荷。检测放大器将交变电荷进行变换处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的电压和电流脉冲信号。此脉冲信号频率等于旋涡分离频率，将其转换为频率信号送入放大器，由放大器进行放大、整形和转换，得到与流速成比例的4～20mA直流电流信号，进而求出体积流量。

    1.2 传感器的电路构成

    电路构成方框图1如图所示，各部分功能如下：

图1 传感器电路构成图

    （1）电荷/电压交换器

    从压电元件输出的交变电荷/电压交换器转换成与电荷量成比例的电压。

    （2）可调增益电压放大器

    经电荷/电压交换器的电压信号较小，这级进行电压放大。

    （3）低通滤波器

    低流速时（输出电压小），高频繁噪声由于低通特性而被消除；高流速时（输出电压大）随着低通特性被解除，使其具有限幅特性，防止在信号中所包含的低频噪声放大。

    （4）施密特触发器

    （5）把涡街频率的交流电压转换成一定幅度的脉冲信号。由于施密特电路对输入、输出信号具有滞后作用，因此能够防止由噪声产生的振荡。

    （6）脉冲输出放大

    把整形后的脉冲信号放大，使之转换成二次表输入端相适应的脉冲信号。

    1.2 可编程积算流量仪

    可编程积算流量仪是自动化仪表中的一个主品种，其应用的主要特色是输入信号形式多样，满足不同一次仪表信号输出的要求和不同的补偿信号输入的要求:显示内容丰富，既可分散测量，又可集中管理控制，与上位机联网构成能源计量管理系统工程，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、医药、机械制造等行业。

    仪表对表示瞬时流量的输入信号进行测量，并对信号与流量的对应关系进行运算，得到瞬时流量，并对瞬对流量进行累积。仪表由信号输入保护、信号处理、中央处理单元、显示单元、操作单元、电源等基本部分组成。根据仪表功能，增加告警、变送输出、通讯接口、打印接口，外供电源等。

    2  流量的测量

    流量测量是将传感器检测放大器输出的脉冲信号通过积算仪处理，按一定程序进行累积，并转换成相应的瞬时流量的过程。

    累积量：仪表对输入脉冲进行累积，当累积值达到1个流量计算单位时，累积量加1。

    瞬时流量：仪表先将输入脉冲信号计算成频率，在此过程中与下述两个参数相关。参数OYS