本篇谈一谈有关探头的质量指标问题。本篇所指的探头是指国内涡街流量计最为常用的探杆式压电探头传感器。

探头将涡街漩涡振动的机械信号转化为电信号，然后通过电路拾取、放大、滤波获得跟流速成正比的频率信号，通过流量标定，得到仪表系数，那么就可以将涡街流量计安装到管道上，通过测量到的漩涡振动频率得知流体流量。

那么我们怎样来衡量探头的质量呢？

因为属于机电转换传感器，所以我们会自然想到，探头的响应频率范围和灵敏度，这是基本的技术指标。实际上对于这两项参数，是比较容易获知和控制的。一般目前使用的压电陶瓷的固有频率都比较高，比如几十千赫兹，这远高于涡街流量计的最高漩涡频率（涡街流量计的漩涡频率基本在1~4000Hz范围内），固有频率比信号频率高，这会使模拟滤波电路更为简单些，当然并非是固有频率 越高越好。但是上面的固有频率是单指压电陶瓷的，而不是整体探头的，探头的整体也有个固有频率，这个固有频率就是我们需要考虑的，目前市场上的涡街流量计的固有频率多低于5KHz（探杆式压电探头），每种规格的压电探头长度不同，长的探头固有频率低，用在大口径或液体介质测量上，短探头用在小口径气体介质测量上。

漩涡的最高频率、探头的固有频率在设计滤波器的时候需要用到。

这里需要注意的是，如果漩涡的频率可能达到探头的固有频率的话，可能引起共振而对探头造成损害，根据经验，这可能发生在小口径的涡街流量计上。

上面讲的是探头的固有频率，下面讲探头的信号灵敏度。探头信号的灵敏度，跟可以测量的最小流速、信号电路的放大滤波部分都有关系。但是探头的灵敏度过高的话，可能带来负面影响，这一点做过模拟电路的同仁都是很了解的，这里不多讲。这里讲的是，探头信号的稳定性。

作者对部分探头做过低流速下小信号测量信号幅值，发现有的探头信号幅值跳动过大即幅值不稳定，此情况下伴随有信号的二次谐波，谐波幅值偶尔高于信号幅值。对于一些测量量程较窄的涡街流量计，主要测量流速较高的部分，所以低流速的小幅值信号部分用不到、滤波器直接滤掉了。所以对于此类窄测量量程的涡街流量计，探头的低流速小信号幅值稳定性就显得不重要了。但是，对于测量范围比较宽的涡街流量计，比如数字信号处理的涡街流量计，探头的低流速小信号幅值稳定性还是很重要，此项性能差的话，轻则引起重复性差，重则会测量出错。

接下来，讲一下探头的绝缘电阻。这个绝缘电阻值有两个方面的绝缘电阻，一个是探头线、线之间的绝缘电阻，另一个是探头线跟外壳之间的绝缘电阻。这个参数是非常重要的。高温情况下的涡街流量计失效，表现上基本都是探头高温下绝缘电阻下降。当绝缘电阻低于约4M（是个大约值）时，涡街流量计性能就降低了。所以最好让涡街流量计，在常温、高温下，都有高的绝缘电阻，比如都高于10兆欧，这个阻值且是比较稳定的，这是比较理想的。

探头的信号线，都知道也是空间电磁干扰的引入通道，所以信号线裸露在空气中的部分不能太长，完整的金属屏蔽对抑制电磁干扰效果非常明显。

探头线、线之间如果抖动摩擦，都可能引起静电，或者不稳定的线间电容变化，所以探头线需要固定好。

探头线当然也不能靠近其它电源线、信号线等，否则容易耦合进干扰，还是上面提到的，探头尽量做好完整的金属屏蔽。

上面提到过探头高温下失效的表现是绝缘电阻下降，怎样来提高探头的耐高温性能呢？很显然其中最为重要的是压电陶瓷（压电晶片）本身的耐高温性能；另外是想办法增强隔热；另外一个是让压电陶瓷（压电晶片）尽量离开高温区。