涡街流量计的压电探头最优距离和新型测量方法研究

针对涡街式流速传感器中电信号微弱并且提取特征涡街信号困难,基于压电方程和湍流N-S方程,建立了流-固-电耦合仿真计算模型,构建了流速测量的新方法.通过理论分析和风洞实验,获得了圆柱绕流体直径(D)、空气流速(v)与压电传感距离(L)以及功率(P)之间的影响规律.仿真计算和实验结果表明:通过提取频域曲线中涡激频率下的功率作为涡街的传感强度,有助于感知微弱的空气流速信号,同时解决噪声等电路上的干扰影响.其次,D增加,最优传感距离(Losr)增加;D不变时,功率(Posr)随流速增大而提高,且Losr不变;通过分析得出了采集信号在Losr下最优的本质原因—在该处,涡街成熟且脱落稳定、升力系数(CL)稳定.最后,该压电装置测量的最低流速为0.3 m/s.