福建鍋爐蒸汽流量計，大家都說廈門精川

  渦街流量計是二十世紀70年代發(fā)展起來的一種新型流量儀表，由于頻率信號不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響，量程寬，精度較高，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便，應用范圍廣等優(yōu)點，受到國內(nèi)外廣大用戶歡迎，發(fā)展較快，應用不斷擴大，在許多領域已替代了差壓式流量計和其它流量儀表[1]。

1 渦街流量計測量計原理

把一個非流線型阻流體（BluffBody）垂直插入管道中，隨著流體繞過阻流體流動，產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象，形成有規(guī)則的旋渦列，左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，這種旋渦稱為卡門渦街，如圖1所示。

根據(jù)卡門的研究，這些旋列多數(shù)是不穩(wěn)定的，只有形成相互交替的內(nèi)旋的兩排旋渦，且渦列寬度d和同列相鄰的兩旋渦的間距l(xiāng)之比滿足一個常數(shù)時，這樣的渦列才是穩(wěn)定的。（對于圓柱形旋渦發(fā)生體這個比例為0.281）[2]。

式中：u1-旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/s）；d-旋渦發(fā)生體特征度；St-斯特勞哈爾數(shù)；m-旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積和管道內(nèi)橫截面積之比。

由此可得瞬時體積流量與渦街頻率的關系為：

從上式可以得到儀表系數(shù)K為：

式中：qv-通過流量計的體積流量（L/s）；f-流量計輸出的信號頻率；k-渦街流量計的儀表系數(shù)（1/L）

由上式可以看出，在St為常數(shù)時，儀表系數(shù)k僅與旋渦發(fā)生體的幾何參數(shù)有關，而與流體物性和組分無關。因此，渦街流量計既可以測量液體，也可以測量氣體[3]。用水標定的渦街流量計可以用來測氣體。

圖2為斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)的關系。從上圖可以看出管道內(nèi)流體的雷諾數(shù)若小于5×103時，測量將無法進行，因此選型時要注意渦街流量計的小流量的限制[4-5]。隨著科學技術的發(fā)展，目前也有一些廠家的渦街流量計可對不同雷諾數(shù)段的St值進行分段補償，如Endress+Hause的Prowirl73型的渦街流量計。

2 渦街流量計的結(jié)構(gòu)

根據(jù)卡門渦街原理設計制造的渦街流量計，由于設計的時間及生成手段的不同，其檢測方式及相應的檢測原件都有所不同，所以結(jié)構(gòu)也不一樣。以差動電容式渦街流量計為例，在旋渦發(fā)生體后面安裝差動電容傳感器，該傳感器為圓筒形，用變極距原理工作。當有流體流過時，由于卡門渦街的作用，在發(fā)生體后差生交變差壓，電容傳感器由此產(chǎn)生左右擺動，引起兩側(cè)電容的極距發(fā)生變化，改變電容量，根據(jù)電容量的變化頻率就可以得知渦街頻率。一般渦街流量計由傳感器和變送器兩部份組成。傳感器包括：表體；旋渦發(fā)生體；檢測元件；法蘭等。轉(zhuǎn)換器包括：前置放大器；濾波整形電路；接線端子；CPU；存儲器單元；顯示單元；通信單元等。

渦街抗振性主要取決于其檢測原理，對于差動電容的渦街傳感器，當有外界管道機械振動或有流體沖擊時，不管振動方向如何，引起電容檢測元件的內(nèi)外電極同時做方向相同、變形量相等的振動，而由于此時的兩電極間的相對距離保持不變，電容量也沒有變化。所以差動電容渦街流量計的抗振性優(yōu)于壓電晶體等檢測方式的渦街流量計。