目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)蒸汽流量計(jì)量的關(guān)注點(diǎn)多在雙參數(shù)測(cè)量傳感器的研究。研究學(xué)者提出了多種多傳感器組合測(cè)量方法，其中使用最廣泛的是差壓式流量計(jì)和渦街流量計(jì)。然而，文丘里管測(cè)量范圍小，流體對(duì)喉管的沖刷和磨損嚴(yán)重，孔板流量計(jì)壓損大，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)使其精度急速下降。相比之下，均速管流量計(jì)自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓損小以及長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)使其廣泛適用于各種介質(zhì)。渦街流量計(jì)是目前國(guó)內(nèi)主要流量?jī)x表之一，用于氣體、液體和蒸汽的計(jì)量、檢測(cè)和控制。渦街流量計(jì)在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用證明了其在穩(wěn)定流體計(jì)量中的可靠性和精確性。

渦街流量計(jì)具有介質(zhì)適應(yīng)性寬、測(cè)量精度高、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，但在濕蒸汽測(cè)量方面仍存在抗干擾性能、測(cè)量下限以及準(zhǔn)確性等關(guān)鍵性問題。因此，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者致力于渦街頻率信號(hào)檢測(cè)方法和頻率檢測(cè)傳感器的研究。宋開臣和黎翱等人分析壓電式渦街流量計(jì)輸出的電荷信號(hào)幅值極小，受噪聲影響大，信噪比很低等影響其測(cè)量精度的因素。舒張平等人為了擴(kuò)展量程比，研制了測(cè)量低雷諾數(shù)流量的渦街流量計(jì)，測(cè)量精度達(dá)到1.0級(jí)。研究表明壓電式對(duì)于管道振動(dòng)十分敏感,不利于降低測(cè)量下限，而在一定范圍內(nèi)差壓式的輸出信號(hào)幾乎不受管道振動(dòng)干擾的影響。

利用差壓式測(cè)量方法檢測(cè)渦街頻率信號(hào)也越來越成為研究者們研究的熱點(diǎn)話題。Li等人采用差壓傳感器來檢測(cè)旋渦發(fā)生體上下游之間的壓力差，在壓力信號(hào)中直接測(cè)得質(zhì)量流量。此方法的提出對(duì)管道振動(dòng)和流體湍流等干擾也具有較好的穩(wěn)定性。Venugopal等通過數(shù)值模擬確定渦街發(fā)生體的形狀，并采用管壁壓差測(cè)量法對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性能研究。差壓式檢測(cè)方法工作可靠，介質(zhì)流動(dòng)對(duì)引壓系統(tǒng)影響很小，靈敏高，逐漸成為一種改善渦街流量計(jì)測(cè)量特性的有效辦法。

渦街流量計(jì)在本質(zhì)上是流體振動(dòng)型流量計(jì),在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，管道及各種傳感器振動(dòng)引起的干擾會(huì)降低測(cè)量精度。為了提高測(cè)量測(cè)量精度，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)渦街頻率信號(hào)處理相關(guān)方法展開了大量研究。李慶勇等人設(shè)計(jì)了一種新型移動(dòng)式高精度渦街流量計(jì)，并利用快速傅里葉變換處理低流速下的渦街頻率信號(hào)。Jin等采用快速傅里葉變換方法用于時(shí)域變換，分析渦旋相互作用引起的渦旋脫落頻率的來源、原因和衰減。但是，這種方法在更低速時(shí)難以進(jìn)一步提取有用信號(hào),一般用于信號(hào)和噪聲重疊部分非常小或者完全分開的情況,因此單純用譜分析來擴(kuò)展渦街流量計(jì)的量程下限存在著很大的局限性。

此外，Shao等對(duì)渦街流量計(jì)采集的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，并通過概率密度函數(shù)和循環(huán)差分序列，提取波動(dòng)特征信號(hào)。Li等提出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和譜重心校正法的信號(hào)處理新算法，對(duì)離散液體對(duì)渦街信號(hào)和計(jì)量的影響進(jìn)行分析，為渦街信號(hào)分析提供了一定的參考。姚鳳艷等人采用集總經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和Hilbert譜方法對(duì)渦街流量計(jì)尾跡振蕩特征進(jìn)行研究。自適應(yīng)陷波方法在檢測(cè)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)之間存在矛盾，互相關(guān)方法需要合適的信號(hào)點(diǎn)數(shù)和周期才能發(fā)揮較好的效果，這些方法都取得了一定的效果，但是由于自身存在一些限制，需要進(jìn)一步地改進(jìn)和提高才能取得很好的實(shí)際測(cè)量效果。Istihat采用小波分析對(duì)渦流管產(chǎn)生的渦流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和分析，得到了壓力、溫度和頻率之間的關(guān)系，具有較好的測(cè)量效果。Xie等提出基于小波包分析和多分類支持向量機(jī)的方法分析信號(hào)波形特征，可以自動(dòng)、快速地診斷故障。小波分析在故障檢測(cè)、渦流信號(hào)等方面研究發(fā)展具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義，為渦街特征頻率提取提供了研究基礎(chǔ)。

隨著工業(yè)自動(dòng)化的飛速發(fā)展,人們對(duì)濕蒸汽流量測(cè)量裝置以及檢測(cè)技術(shù)要求愈來愈高。基于均速管流量傳感器與渦街流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，本文提出了新型均速管渦街一體化流量傳感器，主要介紹了兩種傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及信號(hào)采集方式，并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)兩種傳感器的測(cè)量特性進(jìn)行研究。該新型流量傳感器能夠同時(shí)具備兩者的壓損小、準(zhǔn)確度高、測(cè)量范圍大以及應(yīng)用廣泛等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低能源損耗具有十分重要的意義。

審核編輯：湯梓紅