日本Toho东邦电子KSL高阶款卡门涡街流量计工作原理

KSL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、流量与温度的双参数测量与输出以及结构设计与集合配管适配四个核心环节。

在卡门涡街的物理产生机制环节，KSL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。KSL系列提供覆盖从微小流量到大流量的多种量程规格，包括每分钟零点五至五升、一点五至十升、五至三十升、七至五十升、十至八十升以及二十至一百六十升共六种量程选项，用户可根据实际应用需求选择*适配的型号。

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。KSL流量计内部集成了高灵敏度的压电传感元件，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，不会出现杂质堵塞问题，结构简单且适用于高温流体测量。流体温度范围根据型号不同有所区别，无显型和KSL-5至KSL-30显示型的流体温度为零至九十摄氏度，KSL-50及以上量程显示型的流体温度为零至六十摄氏度，环境温度范围为零至四十摄氏度且无结冰。

在流量与温度的双参数测量与输出环节，KSL高阶款流量计的突出特点在于一机整合了流量和温度两种参数的测量功能。除了基于卡门涡街原理的流量检测外，流量计内部还集成了温度传感元件，采用SUS304材质的温度传感器实时检测流体温度。经过信号处理电路对流量脉冲信号和温度传感信号分别进行运算处理后，流量值和温度值同时以标准的模拟量信号向外输出。输出类型包括零至十伏电压或四至二十毫安电流（对应流量和温度双通道）以及脉冲输出（对应流量）。除了连续的模拟量输出外，KSL系列还配备了流量和温度的报警输出功能，其中无显型的报警输出为MOS-FET导通或关断方式，显示型的报警输出为集电极开路A/B方式，用户可分别对流量和温度设定独立的报警阈值。显示型KSL系列搭载了LCD显示屏，可同时显示瞬时流量、累积流量和温度值，方便现场操作人员直接读取，无需外接显示仪表。测量精度为满量程的正负百分之二，温度测量精度在显示型中为正负一摄氏度。电源供给支持直流十二伏或直流二十四伏两种电压规格，*大电流消耗为三十毫安。

在结构设计与集合配管适配方面，KSL卡门涡街流量计提供了多种配置选项以适应不同的安装环境和系统集成需求。主体材质方面，无显型和显示型KSL-5至KSL-50采用PPS树脂，大流量型KSL-80和KSL-160采用SUS304不锈钢材质，传感器材质方面PPS为主体材质，温度传感器为SUS304材质。适配器材质为不锈钢或镀镍黄铜，O形环材质为含氟橡胶。接管方式上，无显型和显示型KSL-5至KSL-50采用Rc八分之三英寸为标准配置，Rc二分之一英寸为可选配置，KSL-80L采用Rc二分之一英寸，KSL-160L采用Rc一英寸。电缆规格为AWM20276九芯零点二平方毫米长度五百毫米。KSL系列的一个重要设计特点是可搭配集合配管系统进行集成安装，连接的歧管*多可达十个，可分别控制十个歧管中的流量，部件可单独拆卸便于安装维护。紧凑的集合配管设计有效节省安装空间，特别适用于复杂的流量管道系统。该产品典型应用包括各种产业机械设备的冷却水流量监测管理，如机床冷却系统、焊接设备冷却循环、激光设备冷却系统以及热处理设备的冷却水监控等，尤其适用于需要同时对流量和温度进行监测且对可靠性和耐久性有较高要求的应用场合。

整体而言，KSL卡门涡街流量计的工作原理是基于卡门涡街现象进行流量测量，同时集成温度传感器实现一机双参数测量。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和温度值并以模拟量和报警触点形式输出。其无活动部件、量程覆盖范围广、流量温度一体化测量以及可搭配集合配管安装的特点，使其成为产业机械冷却水综合监测管理的灵活可靠的解决方案

型号：KSL-□LN KSL-□L KSL-□L