光纤旋涡式流量传感器

光纤旋涡式流量传感器

光纤旋涡式流量传感器是一种基于涡街原理和光纤干涉测量技术的流量传感器。它将一根多模光纤垂直装入管道，利用流体流经光纤时产生的涡流引起光纤振动，通过检测光纤振动频率来推算流体流速。

工作原理

当流体运动受到垂直于流动方向的非流线体（光纤）阻碍时，根据流体力学原理，在非流线体的下游两侧产生有规则的旋涡。旋涡频率 $f$ 与流体流速 $v$ 的关系为：

其中 $d$ 为光纤直径，$S_t$ 为斯托劳哈尔（Strouhal）系数（无量纲常数）。

在多模光纤中，光以多种模式传输，在输出端形成干涉图样（光斑）。无外界扰动时干涉图样稳定；当光纤受到流体涡流引起的扰动时，干涉图样的明暗斑纹发生移动。通过检测斑纹移动即可获得对应振动频率的信号，进而推算流体流速。

特点

• 可测量液体和气体的流量
• 无活动部件，测量可靠
• 对流体流动几乎不产生阻碍作用，压力损耗小