日本Toho东邦电子卡门涡街流量传感器工作原理

PSL卡门涡街流量计的工作原理可以分解为卡门涡街的物理产生机制、压电传感与信号检测、信号处理与模拟输出以及结构设计与安装维护四个核心环节。

在卡门涡街的物理产生机制环节，PSL流量计的核心测量原理建立在流体力学中**的卡门涡街现象之上。在流量计的测量管道内，垂直于流体流动方向安装有一个非流线型的钝体，通常称为涡街发生体。当具有一定流速的流体流经该钝体时，流体在钝体的两侧产生边界层分离，形成交替脱落的旋涡。这些旋涡在钝体的下游区域形成两排平行排列但相位相反的涡列，即所谓的卡门涡街。这一物理现象的关键特征在于，在一定的雷诺数范围内，涡旋脱落的频率与流体的平均流速成正比，与钝体的特征尺寸成反比，即涡旋频率等于斯特劳哈尔数乘以流速再除以钝体宽度。斯特劳哈尔数在较宽的雷诺数范围内近似为常数，因此涡旋频率与流速之间呈现良好的线性关系。通过检测单位时间内涡旋脱落的频率，即可**计算出流体的平均流速，再结合管道截面积便可得到体积流量。PSL系列提供两种量程规格，PSL-5L的流量测量范围为零点五至每分钟五升，PSL-30L为五至每分钟三十升。

在压电传感与信号检测环节，钝体下游产生的交替涡旋导致流体压力场发生周期性变化。PSL流量计内部集成了压电传感元件，通常安装在钝体下游或钝体内部，用于检测涡旋引起的压力脉动。压电元件将交替的压力变化转换为微弱的交变电荷信号，经过前置放大电路放大后形成频率与涡旋脱落频率一致的脉冲信号。与基于运动部件的流量计不同，涡街流量计的传感元件不接触流体，无磨损部件，长期工作可靠性高。这种检测方式对流体中的杂质和颗粒不敏感，适用于工业用水等较为洁净的液体测量。流体温度范围为零至九十摄氏度且无结冰和凝露，环境温度范围为零至四十摄氏度，能够满足大多数工业现场环境条件。

在信号处理与模拟输出环节，压电传感器检测到的脉冲信号经放大和整形后送入信号处理电路，微处理器对脉冲频率进行计算，并根据预设的标定系数将其换算为瞬时流量值。PSL系列提供两种模拟输出信号供用户选择，标准输出为零至十伏直流电压或四至二十毫安电流，用户可根据后续配套设备的需求选择相应的输出方式。测量精度为满量程的正负百分之二，响应速度为一秒。除了连续的模拟量输出外，PSL还配备了一组警报输出点，用户可通过设备上的警报调整旋钮设置报警阈值，当流量低于或高于设定值时触发报警。双色LED指示灯提供直观的现场状态指示，正常运行时显示绿色，警报状态时显示红色，便于操作人员目视判断流量状态。*大工作压力为一兆帕，压力损失在*大流量下PSL-5L为四十六千帕，PSL-30L为八十五千帕。

在结构设计与安装维护方面，PSL卡门涡街流量计的设计强调简易性和便捷安装。主体材质为PPS树脂，密封件材质为FKM，适配器材质为SUS304不锈钢。接管方式采用Rc八分之三英寸快速接头，配合不锈钢固定器可实现快速安装和拆卸，无需特殊工具，显著减少了安装工时并便于日常维护。由于无可移动部件，流量计不会因机械磨损产生尘埃，这对于洁净度要求较高的应用场景尤为重要。重量为一百五十五克，轻量化设计便于安装在各种设备上。产品符合RoHS标准，在环保方面满足相关法规要求。该产品典型应用包括制冷机的冷却水流量监测、温度控制器的流量控制、模具机的冷却水检测、机床的切削液流量监测以及工业加热炉和真空热处理炉的冷却水断流保护等，尤其适用于需要对冷却水流量进行连续监测和低流量报警的产业机械冷却循环系统。

整体而言，PSL卡门涡街流量计的工作原理是基于卡门涡街现象，流体流经钝体产生交替涡旋，涡旋频率与流速成正比，压电传感器将压力脉动转换为电信号，信号处理电路计算出流量值并以模拟量和报警触点形式输出。其无活动部件、快速安装和双色LED指示的特点，使其成为工业设备冷却水流量监测和断流保护的一种经济可靠的解决方案。

型号：PSL-5L PSL-30L