工作原理：

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖所示。

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
                         f=StV/d                 

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

V－流體的平均流速

d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。 

技術(shù)參數(shù)：

測量范圍：

外形尺寸：

安裝要求：

一、安裝環(huán)境要求：

1．盡可能避開強電設(shè)備、高頻設(shè)備、強開關(guān)電源設(shè)備，儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．避開高溫熱源和輻射源的直接影響，若必須安裝，須有隔熱通風措施。

3．避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境，若必須安裝，須有通風措施。

4．渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上，若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。

5．儀表建議安裝在室內(nèi)，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進入放大器殼內(nèi)。

6．儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。

二、管道安裝要求：

1．渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。

2．上、下游配管內(nèi)徑應相同，如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db，應滿足以下關(guān)系：

0.98Db≤Dp≤1.05Db，上、下游配管應與流量儀表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應小于0.05Db

3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應比表體內(nèi)徑大1-2mm

4．測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計，被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應設(shè)置在下游3-5D處，測溫孔應設(shè)置在下游6-8D處。

渦街流量計傳感器配合智能流量積算儀在高壓風計量中的應用

為了加強能源管理，做好生產(chǎn)成本核算，更好地進行企業(yè)內(nèi)部市場化運作，我公司對全廠的水、電、氣進行嚴格的計量監(jiān)測。在精制車間，對高壓風的計量采用渦街流量計傳感器配合智能流量積算儀，除就地顯示外，還接入 DCS 系統(tǒng)中實時顯示瞬時流量和累積流量。使用三年來，在精度和穩(wěn)定性方面都滿足了計量需求，對于生產(chǎn)調(diào)度人員監(jiān)控工藝狀況，做好成本計算，起到了關(guān)鍵的作用。

1 渦街流量計工作原理及特點

渦街流量計是基于卡門渦街原理進行測量的一種具有國際先進水平的流量計，由于它具有其他流量計不可兼得的優(yōu)點，自 20 世紀 70 年代以來得到了迅速發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料顯示，現(xiàn)在發(fā)達國家使用渦街流量計的比例大幅度上升，己廣泛應用于各個領(lǐng)域，也是孔板流量計理想的替代產(chǎn)品。

渦街流量計在測量管道中設(shè)置一個垂直的柱狀物，流體通過柱狀物兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦也被稱為卡門渦街?？ㄩT渦街的釋放頻率與流體的流動速度及柱狀物的寬度有關(guān)，可用下式表達：

由公式可見，在儀表系數(shù) Sr 和柱狀物寬度 d不變的情況下，卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，因此通過測量卡門渦街的釋放頻率就可計算出管道內(nèi)流體的瞬時流量。渦街流量傳感器的旋渦釋放頻率是根據(jù)旋渦交替地作用于檢測傳感器上的應力，通過它內(nèi)部的壓電元件來檢測的。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展改進，渦街流量計的測量技術(shù)日臻成熟，相對于其他流量計，它具有以下特點：

① 結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠;

② 安裝簡單，維護十分方便;

③ 輸出信號是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，精確度高;

④ 測量范圍廣，量程比可達 1:10~1:20，但不適于測量流速過低的介質(zhì)。因為介質(zhì)流速過低，則旋渦的強度、旋轉(zhuǎn)速度也低，難以引起傳感元件產(chǎn)生響應信號，旋渦頻率也小，會使信號處理發(fā)生困難;

⑤ 壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義;

⑥ 在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體體積流量時無需補償，調(diào)換配件后一般無需重新標定儀表系數(shù);

⑦ 應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量;

⑧ 當需要進行壓力和溫度補償時，可配備壓力和溫度變送器進行壓力溫度補償。

2測量系統(tǒng)組成

高壓風的流量測量系統(tǒng)由蘇州華陸儀器儀表有限公司HLLUGB渦街流量傳感器和 能流量積算儀組成。渦街傳感器主要是由傳感器 ( 內(nèi)有放大板 )、連桿、旋渦發(fā)生器組件 ( 內(nèi)有三角柱、探頭 ) 構(gòu)成，可用于過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體的測量。本測量系統(tǒng)中，渦街流量傳感器安裝在垂直管道上，它將與高壓風流量相對應的脈沖信號發(fā)送給智能流量積算儀。智能流量積算儀采用先進的單片機技術(shù)，可配合渦街流量傳感器或孔板流量傳感器進行流量測量，它具有全中文液晶顯示屏，可以顯示瞬時流量、瞬時熱量、累計流量、計熱量、渦街頻率、介質(zhì)壓力溫度、密度、時間和日期等多種信息，還具有小流量自動補償、停電流量補償、自動抄表等豐富的功能。接入溫度壓力信號還可以自動進行溫度壓力補償。它將來自流量傳感器的脈沖信號轉(zhuǎn)換為瞬時流量并進行累積用于就地顯示，并輸出一個與瞬時流量成正比的(4~20 mA)的信號，以方便同 DCS的連接。

3 使用中的注意事項

1)正確的安裝

正確安裝傳感器是確保測量精確可靠的首要前提，若在安裝地點和方式選擇上失誤，輕者影響測量精度，重者會影響傳感器的使用壽命，甚至損壞傳感器。

① 保證適當?shù)闹惫芏?/p>

安裝傳感器時一般要求上游直管段長度(15~40)DN，下游段長度 5DN ，可根據(jù)上下游管道的情況適當調(diào)整，以保證測量精度。也應避免在架空的非常長的管道上安裝傳感器，這樣時間一長，由于傳感器的下垂容易使傳感器與法蘭間的密封泄漏，若不得已要安裝時，必須在傳感器的上下游 2D 處分別設(shè)置管道支架等緊固裝置。

② 避免較強的振動

傳感器應避免安裝在振動較強的管道上，若不得已要安裝時，必須采用減振措施，在傳感器的上下游 2D 處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。在空壓機出口處振動較強，不能安裝傳感器，應安裝在儲氣罐之后。

③ 根據(jù)測量流體選擇合適的安裝方式

對高壓風測量時，可以選擇將傳感器安裝于水平管道或垂直管道上，但如果高壓風中水份含量較高，水平安裝時傳感器應安裝在管線的較高處，垂直安裝時氣體流向應由下而上。無論水平或垂直安裝，流體流向必須與傳感器表體上的流向箭頭保持一致。

④ 外部環(huán)境的要求

傳感器避免安裝在溫度變化很大的場所和設(shè)備的熱輻射范圍內(nèi)，若必須安裝，應有隔熱通風措施。在潮濕、含有腐蝕性氣體的環(huán)境中安裝時，必須作好防潮及隔離措施。另外，因為電噪聲會干擾傳感器的正確測量，因此安裝位置要遠離大功率變壓器、電機等干擾設(shè)備。

2)正確設(shè)定參數(shù)

智能流量積算儀具有良好的全中文界面，以方便用戶操作。正確進行參數(shù)設(shè)定，是保證計量精度的前提。測量介質(zhì)選擇空氣，因為對高壓風的體積流量計量不需要壓力溫度補償，因此測量信號設(shè)置為工作狀態(tài)下的體積流量，輸入信號選擇頻率，瞬時流量的單位為 m3/h。

4 結(jié)束語

經(jīng)過兩年來的使用實踐表明，對高壓風的計量，采用渦街流量計完全可以滿足計量要求的精度和穩(wěn)定性，其諸多優(yōu)點也必將使它在更多的測量領(lǐng)域得到應用推廣。