辞惫补濒涡流流量计测量原理
辞惫补濒涡流流量计测量原理
1513 年，列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）观察到在放置在河中的一根柱子后面出现涡流的现象。后来，在 1911 年，Theodor von Kalmann 在理论上阐明了交替规则的涡街是在放置在流体流中的物体的下游产生的。这条漩涡街以他的名字命名为卡门漩涡街。在自然界中，卡门涡流使旗帜在风中飘扬，电线在风中嚎叫，水草在溪流的木桩上摇摆。
涡流流量计的结构与原理
涡街流量计由在管道内产生卡门涡流的“涡流发生器（钝体）"、检测涡流的传感器和对传感器检测到的信号进行处理的转换器（放大器）组成，如图上图。。上述卡门涡流是在与流动成直角放置的涡流脱落器的下游产生的。已知卡门涡旋的产生频率与流体的流速(流速)成正比，关系式如下。
f ＝ St Vd
其中 f 是涡流频率，V 是流体的平均速度，d 是涡流发生器的宽度，St 是称为 Strouhal 数的常数。Strouhal 数随雷诺数（确定流动状态的数值）而变化，但在很宽的雷诺数范围内几乎是恒定的。因此，在斯特劳哈尔数恒定的范围内，涡流频率与流速成正比，可以确定流量（体积流量）。
涡流检测方法的种类
许多涡流检测元件已被开发并投入实际使用，并利用各自的特点应用于各个领域。主要检测元件及检测原理如下表所示。目前，结构简单、耐用性高、价格相对低廉的压电元件型是主流。
| 检测元件 | 分类 | 涡流检测过程 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 压电元件 | 压力变化 | 涡流产生 → | 产生差压 → | 力量变化 → | 压电元件的应力变化→ | 收费变化 |
| 应变计 | 应变片产生的变形 → | 电阻变化 | ||||
| 电容式传感器 | 隔膜更换 → | 电容变化 | ||||
| 梭 式活塞 | 活塞垂直运动 → | 电压变化 | ||||
| 热敏电阻 | 速度变化 | 速度变化 → | 热敏电阻的温度变化 → | 电阻变化 | ||
| 超声波 | 声波传播速度变化→ | 频率变化 | ||||
涡街流量计的特点（总结）
涡街流量计特点
1.结构简单，无机械运动部件
2.量程范围大
3.适用范围广泛的流体（液体、气体、蒸汽）
4.良好的准确性
5.压力损失相对较小
6.检测量为数字（不受分辨率影响）等等。
另外，由于涡街流量计的测量原理，必须注意以下几点。
1.受流速分布影响（需要一些上游直管段或矫直机）
2.如果有脉动，就会扰乱涡流，产生测量误差，并且会寻踪。
3.除非有一定的流量，否则不会出现涡流（难以测量小流量；死区问题）
然而，可以轻松、稳定地高精度测量各种流体的涡街流量计预计在未来将变得更加普及。
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