随着科技和生产的发展,要求涡街流量计能够测量高温流体;低功耗、两线制地实现信号的数字处理,同时具有HART通信功能;能够测量雷诺数在5000~20000范围内的小流量。为此,针对这些特殊需求,研制用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路、数字式两线制HART涡街流量变送器、基于互相关分析测量低雷诺数流量的涡街流量计。采用压电晶体材料制作的耐高温涡街流量传感器可以测量高温流体,但存在灵敏度低、阻抗变大的问题。为此,研制用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路。设计两级电荷放大器再加两级低通滤波器的信号调理电路,对耐高温涡街流量传感器输出的幅值较小的信号进行放大和滤波,获得稳定的流量信号;对传感器输出信号线以及信号调理电路进行屏蔽,防止由于阻抗变大导致调理电路输出信号受到较大的电磁干扰,特别是工频干扰的影响。引入HART通信增加了数字式两线制涡街流量计的功耗,且通信稳定性容易受电源波动的影响。为此,研制数字式两线制HART涡街流量变送器。采用稳压管与隔离型DC/DC相结合的电源设计,保证了HART通信的稳定工作;采用两路隔离电源的电源设计方案,提高了电源的负载能力和系统抗干扰能力,在进行数字信号处理的同时,实现两线制HART通信;与研制的用于耐高温涡街流量传感器的信号调理电路相结合,形成一个完整的用于耐高温涡街流量传感器的数字式两线制HART涡街流量变送器。实验结果表明,该变送器消耗的电流约为3.3378mA,测量液体流量的精度可以达到0.5级。常规的涡街流量计难以测量雷诺数在5000~20000范围内的小流量。为此,研制基于互相关分析测量低雷诺数流量的涡街流量计。采用互相关分析方法,充分利用两路涡街流量信号的相似性,实现低雷诺数流量的测量;重新设计涡街流量计一次仪表,以满足互相关分析的要求;提出一种基于互相关分析快速计算延迟时间的方法,保证仪表的实时性;采用三次样条插值的方法,提高延迟时间的计算精度;以低功耗单片机MSP430F6459为核心,进行系统设计,满足低功耗要求。水流量标定结果表明,该涡街流量计量程下限所对应的雷诺数为6649,测量精度为1.0级。