渦街流量計是基于卡曼渦街原理進(jìn)行測量，在均勻流體中，垂直設(shè)置阻流體，在一定流速范圍內(nèi)，從阻流體兩側(cè)交替地釋放方向相反的旋渦，這種不對稱漩渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。

圖1

在旋渦發(fā)生體下游形成交替有規(guī)律的旋渦列。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,根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

f=StV/d       公式(1)

式中:f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率HZ

      St-斯特勞哈爾數(shù)(無量綱數(shù))

      V-流體的平均流速(m/s)

     d-旋渦發(fā)生體的寬度(m)

由此可見，通過測量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)(St)是無因次未知數(shù),圖2表示斯特勞哈爾數(shù)(St)與雷諾數(shù)(Re)的關(guān)系。

圖2

在曲線表中St=0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)(K)， 見式(2)

K=3600f/Q (1/m' )         公式(2)

式中: K=儀表常數(shù)(m")。

        f=脈沖個數(shù)

        Q=體積流量(m2 )

儀表結(jié)構(gòu)

渦街流量計在化工行業(yè)應(yīng)用比較廣泛，主流的渦街流量計由殼體、傳感器和轉(zhuǎn)換器三部分組成。傳感器包括漩渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件和儀表表體等，轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。根據(jù)卡曼渦街工作原理，通過漩渦發(fā)生體產(chǎn)生漩渦，傳感器測量漩渦頻率，主要采用壓力傳感器進(jìn)行測量，通過檢測信號，再通過放大器，信號顯示并遠(yuǎn)程傳輸至DCS系統(tǒng)，就可以計算出流體的流速及流量，整個測量過程可靠程度高。