渦街流量計也叫旋渦流量計、流體振動(dòng)流量計，它是20世紀70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型流量?jì)x表。創(chuàng )立初期認為：它能像節流孔板一樣，只要按標準設計和按標準加工成敘述的形狀，并按規定安裝后，則不作檢定也能在不確定度的范圍進(jìn)行流量測量。經(jīng)過(guò)數年的實(shí)踐和探討，在大慶油田設計院舉行的中國計量測試學(xué)會(huì )流量計專(zhuān)業(yè)委員會(huì )學(xué)術(shù)研討會(huì )上，此論點(diǎn)得到與會(huì )代表的一致否認。

旋渦流量計又稱(chēng)卡門(mén)渦街流量計，按工作原理可分為自然振蕩型和強迫振蕩型，前者稱(chēng)為渦街流量計，后者稱(chēng)為旋進(jìn)旋渦流量計。流體振動(dòng)流量計包括渦街流量計、旋渦進(jìn)動(dòng)流量計、射流流量計等?，F在使用最多的就是渦街流量計。

渦街流量計按頻率檢測方式可分為應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動(dòng)體式、光電式及超聲波式等。渦街流量計是屬于最年輕的一類(lèi)流量計，由于其無(wú)可動(dòng)件，可靠性高；結構簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護費用低；可適用于液體、氣體和蒸氣等；輸出為脈沖頻率，其頻率與被測流體的實(shí)際流量成正比，并受流體組成的密度、壓力、溫度的影響；測量精度為中上水平；測髦范圍度寬，可達10：1以上；壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，使其發(fā)展迅速，目前已成為通用的一類(lèi)流量計。

渦街流量計工作原理

旋渦現象在我們的日常生活中經(jīng)?？梢钥吹?，如河道中橋樁附近的旋渦；風(fēng)吹旗桿上的旗幟左右飄飄等。早在130多年前，Karman就對這種現象做過(guò)系統的研究，提出了Karman理論。直到20世紀，美國EASTECH公司根據Karman理論制造出第一批渦街流量計。

將一個(gè)非流線(xiàn)型的阻流體垂直插入測量管道內，隨著(zhù)流體繞過(guò)阻流體流動(dòng)，產(chǎn)生附面層分離現象，形成有規則的旋渦列，左右兩側旋渦的旋轉方向相反，如圖所示。當旋渦較強時(shí)，不僅在阻流體附近，而且在離開(kāi)阻流體很遠處旋渦仍不消失，一個(gè)個(gè)交替出現。按照Karman理論，上述旋渦列的穩定條件為渦列寬度h與同列相鄰的兩旋渦的間距L之比滿(mǎn)足

h/L=0.2806(對圓柱形旋渦發(fā)生體)

時(shí)，這樣的渦列才是穩定的。產(chǎn)生旋渦分離的阻流體稱(chēng)為旋渦發(fā)生體。渦街流量計是根據旋渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率與流量之間的關(guān)系來(lái)測量流量的儀表。此渦列的頻率f與流體流速成正比，與旋渦發(fā)生體的直徑d成反比，即

f=StV2/d

式中 V2——旋渦發(fā)生體附近的流速；

St——斯特勞哈爾數(strouhal number )，它是雷諾數Re的函數，對于圓柱形渦街發(fā)生體St≈0.2。

最早的渦街發(fā)生體內裝入一個(gè)射流元件(雙穩態(tài)元件)感受旋渦出現的頻率。但是，結果并不理想，主要是渦列很不穩定，射流元件輸出的波形很亂，得到準確的f值很困難。后來(lái)Oval公司購買(mǎi)了EASTECH公司的這項專(zhuān)利并加以改進(jìn)，在大量試驗中發(fā)現渦街發(fā)生體取三角柱最好，敏感元件取熱敏電阻最好。正是由于渦街發(fā)生體由圓柱形改為三角形，斯特勞哈爾數St要改取0.16而不再是圓柱形的0.2，并且f與V1的關(guān)系改為式(16-2)。

f=[0.16/（1-1.25d/D）]*（V1/d）

式中  V1——管道內流體平均流速；

 d——三角柱的正面寬度；

 D——管道內徑。

這是一個(gè)經(jīng)試驗證明了的公式，只有d與b (b是三角柱側邊的長(cháng)度)、d與D取一定比值時(shí)，產(chǎn)生的旋渦最穩定、最強。只要準確地測量出旋渦的頻率f，即可測量出流體的流量。

由上式可導出:

K=f/Q

式中 K——儀表常數(脈沖數/m^3)，通過(guò)實(shí)際標定后，生產(chǎn)廠(chǎng)家在產(chǎn)品合格證上給出；

     Q——體積流量(m^3/h )。