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氣體質(zhì)量流量計傳感器結構
傳感器采用了應力檢測法, 檢測元件是壓電晶體 ,漩渦發(fā)生體為梯形柱形狀 。壓電晶體用單片對分的形式封裝在漩渦發(fā)生體的內部 , 優(yōu)點(diǎn)是檢測元件不與被測流體直接接觸 。兩片壓電晶體安裝在漩渦發(fā)生體慣性力零彎矩端面內, 中性面一側為壓應力 ,另一側為拉應力 。
質(zhì)量流量計兩部分所產(chǎn)生的電荷極性相反 , 經(jīng)電荷放大器后, 兩部分的信號疊加 , 除掉共模干擾。放大器輸出與漩渦頻率 f 成正比的信號 , 同時(shí)根據壓電效應, 可求出壓電晶體上產(chǎn)生的電荷 q 為:q =∫σsd33d A式中 :d33為壓電常數;σs為壓電晶體所承受的力 ;A 為壓電晶體的電極面積 。q 與 FLf成正比, q =K 1 F Lf 。當漩渦發(fā)生體的形狀 、尺寸 、支撐方式固定后 , 壓電晶體輸出的交變電荷其頻率和 f 相同, 幅值大小反映 FLf的大小 。壓電晶體所產(chǎn)生的 q 包括兩部分信號 :q 的頻率是漩渦產(chǎn)生的頻率 f , f 的大小由式(1)決定;q 的幅值表示F Lf的大小 ,即 :q = K1F Lf =±CLf×0.5ρv12S 0K 1
通過(guò)檢測壓電元件的電荷強度就可以同時(shí)得到漩渦頻率和橫向變動(dòng)升力兩個(gè)變量 , 這種一箭雙雕的作法在流量檢測領(lǐng)域是十分罕見(jiàn)的, 同時(shí)這也是漩渦式氣體質(zhì)量流量計的主要特點(diǎn)。
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