涡街流量计技术详解

摘要： 涡街流量计作为一种应用**的流量测量仪表，具有精度高、量程比宽、压力损失小等优点，被**应用于各种工业过程控制中。本文将详细介绍涡街流量计的工作原理、结构特点、优缺点以及选型应用注意事项，旨在帮助读者更好地理解和应用该技术。

关键词： 涡街流量计，卡门涡街，流量测量，智能仪表

1. 引言

流量测量是工业生产和科学研究中不可或缺的一环，而涡街流量计作为一种重要的流量测量仪表，凭借其优异的性能得到了**应用。它基于卡门涡街原理，通过检测流体经过 bluff 体产生的涡街频率来测量流量。与传统的流量计相比，涡街流量计具有精度高、量程比宽、压力损失小、结构简单、安装维护方便等优点，因此在石油、化工、电力、冶金、环保等领域得到了越来越**的应用。

2. 涡街流量计工作原理

涡街流量计的工作原理是基于流体力学中的卡门涡街现象。当流体流经 bluff 体（也称为旋涡发生体）时，在 bluff 体的两侧会交替产生有规律的漩涡，这种漩涡被称为卡门涡街。

卡门涡街的频率与流体的流速成正比，可以通过以下公式表示：

f = St * (v / d)

其中：

f 为涡街频率 St 为斯特劳哈尔数 (Strouhal Number)，是一个无量纲系数，与 bluff 体的形状有关 v 为流体的流速 d 为 bluff 体的特征尺寸

通过测量涡街频率，并根据已知的 bluff 体特征尺寸和斯特劳哈尔数，就可以计算出流体的流速，进而得到流量值。

3. 涡街流量计结构及分类

涡街流量计主要由 bluff 体、检测元件、信号转换电路和显示仪表等部分组成。

**bluff 体:** bluff 体是涡街流量计的关键部件，其形状和尺寸直接影响着涡街的产生和频率。常见的 bluff 体形状有圆柱形、矩形、梯形等。 **检测元件:** 检测元件用于检测 bluff 体产生的涡街信号，常用的检测元件有压电晶体、电容传感器、热敏电阻等。 **信号转换电路:** 信号转换电路用于将检测元件输出的微弱信号放大、滤波和整形，转换成与流量成正比的脉冲信号或标准模拟信号。 **显示仪表:** 显示仪表用于显示流量值、累积流量、温度等参数。

根据检测元件的不同，涡街流量计可以分为压电式、电容式、热式等多种类型。其中，压电式涡街流量计应用**为**。

4. 涡街流量计的优缺点

**优点:**

精度高，一般可达 ±0.5%～±1.0%。 量程比宽，可达 10:1～20:1。 压力损失小，约为孔板流量计的 1/4～1/5。 结构简单，安装维护方便。 适用介质范围广，可测量液体、气体和蒸汽。

**缺点:**

对安装条件要求较高，需保证前后直管段长度。 不适用于低雷诺数（Re<2×10^4）的流体测量。 对流体的振动和脉动较为敏感。

5. 涡街流量计选型应用注意事项

在选择和使用涡街流量计时，需要考虑以下因素：

**流体介质:** 包括介质的类型、温度、压力、粘度、密度等参数。 **流量范围:** 选择合适的通径和量程范围。 **精度要求:** 根据实际应用场景选择不同精度的仪表。 **安装条件:** 确保满足仪表安装要求，如直管段长度。 **环境条件:** 考虑环境温度、湿度、振动等因素对仪表的影响。

此外，在安装和使用过程中，还需要注意以下几点：

安装时，应避免管道应力传递到仪表，并保持仪表水平安装。 使用前，应进行零点和量程校准。 定期对仪表进行维护保养，包括清洗 bluff 体、检查接线等。

6. 涡街流量计的发展趋势

随着微电子技术、传感技术和智能技术的不断发展，涡街流量计也在不断进步。未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：

**智能化:** 集成智能芯片，实现自诊断、自校准、远程通讯等功能。 **数字化:** 采用数字信号处理技术，提高测量精度和稳定性。 **多参数测量:** 集成温度、压力等传感器，实现多参数综合测量。 **小型化、低功耗:** 开发体积更小、功耗更低的涡街流量计，以适应更**的应用需求。

7. 结语

涡街流量计作为一种成熟可靠的流量测量仪表，具有精度高、量程比宽、压力损失小等优点，在各个工业领域得到了**应用。随着技术的不断进步，涡街流量计将朝着更加智能化、数字化、多功能化的方向发展，为工业自动化和智能化进程贡献更大的力量。