漩渦發(fā)生體是渦街流量計的關(guān)鍵部件 , 儀表的流量特性(儀表系數(shù),、線性度,、范圍度等)和阻力特性都與它的幾何形狀、幾何參數(shù)和排列方式密切相關(guān),。流體通過漩渦發(fā)生體后 , 伴隨漩渦的形成和分離 ,在漩渦發(fā)生體周圍流體會同步發(fā)生流速,、壓力變化和下游尾流周期振蕩。根據(jù)渦街現(xiàn)象 , 檢測渦街信號的方式有很多種,,通過這些檢測技術(shù)檢測出渦街信號的頻率和幅值 , 獲取與流量有關(guān)的信息,。其中,最為常見的是壓電應(yīng)力(壓電晶體)式,。它采用壓電式傳感器,,把探頭檢測到的升力轉(zhuǎn)換成交變的電荷信號輸出,經(jīng)電荷放大,、低通濾波,、電壓放大后,采用模擬信號處理方法或數(shù)字信號處理方法,,得到漩渦脫落的頻率,。壓電晶體式檢測方式具有適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高,、響應(yīng)快,、制造成本低,、與被測介質(zhì)不接觸等優(yōu)點(diǎn)。
壓電晶體式傳感器的工作原理是晶體的壓電效應(yīng),,當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時,,內(nèi)部就會產(chǎn)生電極化現(xiàn)象 , 同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當(dāng)外力撤去后,,晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài);當(dāng)外力作用方向改變時,,電荷的極性也隨之改變,;晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng),,如圖1所示,。
壓電傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。應(yīng)用具有壓電效應(yīng)的材料制作的檢測元件,,稱為壓電元件,。當(dāng)壓電晶片受力時,在晶片的兩個表面上分別聚集等量的正,、負(fù)電荷,,晶片的兩表面相當(dāng)于一個電容的兩個極板,兩極板間的物質(zhì)等效于一種介質(zhì),,于是壓電晶片相當(dāng)于一只平行板介質(zhì)電容器,,如圖2所示。