涡街流量计是根据卡门涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量，标准温度和压力的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等介质。
性能特点
其特点是压力损失小，测量范围大，精度高，在测量工况下的体积流量时，几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。没有运动的机械部件，所以可靠性高，维护量小。仪器参数可以长期稳定。涡街流量计采用压电应力传感器，可靠性高，可在-20℃ ~+250℃的工作温度范围内工作。具有模拟标准信号和数字脉冲信号输出，便于与计算机等数字系统配合使用。它是一种先进而理想的测量仪器。
工作原理
在流体中布置一个涡流发生器(阻力流体)，从涡流发生器的两侧交替产生规则的涡流，称为卡曼涡街，如图1所示。涡流阵列不对称地布置在涡流发生器的下游。设涡流发生的频率为f，被测介质来流的平均速度为u，涡流发生器的迎面宽度为d，表面体的直径为d，根据卡门涡街原理，有如下关系式:
F=SrU1/d=SrU/md (1)其中
U1——涡流发生器两侧的平均速度，m/s；
Sr – strouhal数；
m-涡流发生器两侧的弧形面积与管道横截面积的比值。
管道中的体积流量qv为:
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
其中k-流量计的仪表系数，脉冲数/m3(P/m3)。
k不仅与涡流发生器和管道的几何尺寸有关，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数是一个无量纲参数，与涡流发生器的形状和雷诺数有关。下图显示了圆柱形涡流发生器的Strouhal数与管道雷诺数的关系。
从图中可以看出，在red = 2× 104 ~ 7× 106的范围内，Sr可以看作一个常数，这是仪器的正常工作范围。测量气体流量时，VSF的流量计公式为
式中，qVn、qV -分别为标准状态(0oC或2oc，101.325kPa)和工况下的体积流量，m3/h；
Pn，p-标准状态和工况下的绝对压力，分别为Pa；
Tn，T-分别是标准状态和工作状态下的热力学温度，k；
Zn，z-分别为标准状态和工作状态下的气体压缩系数。
从上式可以看出，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和成分变化的影响，即在一定的雷诺数范围内，仪表系数只与涡流发生器和管道的形状和尺寸有关。
但作为流量计，在物料平衡和能量测量中，需要检测质量流量。此时流量计的输出信号既要监测体积流量，又要监测流体密度，流体的物性和成分对流量测量仍有直接影响。
仪表结构
VSF由两部分组成:传感器和转换器。传感器包括涡流发生器(阻力流体)、检测元件、表体等。该转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和保护罩。
(1)涡流发生器
涡流发生器是探测器的主要组成部分，目前已经研制出了各种涡流发生器，可分为单涡流发生器和多涡流发生器两种。单涡流发生器的基本形状是圆柱形、矩形柱和三角形柱，其他形状都是这些基本形状的变体。三角圆柱形涡流发生器是应用最广泛的一种。
(2)检测元件
流量计检测涡街信号有五种方式。
1)用安装在涡流发生器中的检测元件直接检测涡流发生器两侧的压差；
2)在涡流发生器上开有导压孔，在导压孔中安装检测元件，检测发生器两侧的压差；
3)检测涡流发生器周围交变环流；
4)检测涡流发生器背面交变压差；
5)检测尾流中涡系。
根据这五种检测方法，不同的检测技术(热敏、超声波、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等。)可以用来组成不同类型的VSF。
检测元件将涡流信号转换成电信号，该电信号很弱并且包含具有不同分量的噪声。必须对其进行放大、滤波和整形，以获得与流量成比例的脉冲信号。
安装注意事项
VSF是一种对管道速度分布失真、旋转流量和流量脉动敏感的流量计，因此我们应充分注意现场管道的安装条件，并遵循制造商说明书的要求。
传感器可水平、垂直或倾斜安装在管道上，但为了防止测量液体和气体时气泡和液滴的干扰，应注意安装位置。
(1)可混溶流体的安装
(a)安装测量液体的气体流量计；
(b)安装测量含气体液体流量的仪器。
(2)VSF必须确保上游和下游直管段具有必要的长度。
(A)90度弯头；
(b)同心管膨胀；
(c)同心收缩全开阀门；
(d)不同平面上的两个90°弯头；
(e)调节阀半开；
(f)同一平面上的两个90°弯头
(3)传感器与管道的连接如图所示，与管道连接时应注意以下问题。
1)上下游管道内径d与传感器内径d相同，差值满足以下条件:0.95D≤D`≤1.1D `≤ 1.1d..
2)管道应与传感器同心，同轴度应小于0.05d’。
3)垫片不能伸入管道内，其内径比传感器的内径大1 ~ 2mm。
4)如果需要切断流体并清洁传感器，应设置旁通管，如图19所示。
5)减少振动对VSF的影响应是VSF现场安装的突出问题。首先，在选择传感器的安装地点时注意避开振动源。其次，小口径可以考虑弹性软管连接。第三，安装管道支架是一种有效的减振方法。
免责声明：本站所有文章内容,图片，视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成，不代表本站观点，不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益，请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。
