涡街流量计设备

涡街流量计设备是石油化工装置中十分常用的一种流量测量仪表，可以用于测量工艺管道中各类气体、液体、蒸汽介质流量。因其量程范围大，测量精度高，无可动机械零件，可靠性高，维护量小等优点得到了设计单位及用户的广泛认可。

涡街流量计设备的测量原理

在流通的管道内设置适当形态、尺寸的非流线型柱体，即涡街发生体，在流体流通过涡街发生体时，会在发生体两侧交替产生漩涡，漩涡脱落并向下游传播，形成形似交叉排列街灯的漩涡列，这种现象被称作卡门涡街。

单位时间内产生的漩涡数量即为涡街频率，此频率与流速成线性正比关系，涡街流量计正是利用卡门涡街的这种特性，通过测量管道内涡街发生体后的涡街频率，计算出管道内介质的流速从而达到测量流量的目的。

工况体积流量由下式给出:Qv=3600×（f/K）

式中，Qv 为工况体积流量(m3/h);f 为涡街频率(Hz);k 为涡街流量计仪表系数，K=St/（A×d） ，其中:St 为斯特罗哈尔数，在涡街流量计标称测量范围之内，可被作与流体特性无关，A 为流量计流通管横截面积，d 为涡街发生体迎流面宽度。

2 关键测量元件

为了准确测量涡街频率，测量元件材质及形式的选择就变得尤为重要。由于工业领域的流体，固有的脏污、含杂质、高温/低温、高压、腐蚀等特征，曾经出现过的热敏、磁敏、激光尾流、超声尾流等种类繁多的漩涡探测方式已消失不见，通过感测漩涡横向升力识别漩涡的力敏检测方式成为涡街流量计制造商的*选择，其中，采用压电晶体敏感元件的应力式涡街传感器为绝大多数制造商使用，直接原因在于，漩涡升力与流量平方成正比，同时与流体工况密度成正比，为实现 20:1 的量程比，保证出现涡街的必要性，传感器必须在足够厚度/强度的耐腐蚀金属包裹之下，同时为应对低密度/低压气体流量测量，传感器必须具备堪比麦克风的*灵敏度;而为应对蒸汽，液体介质的强大漩涡升力，则需可长期承受强如铁锤重击般的苛刻重载，显然，应力式传感器更为适宜。

对比制造商样本资料，即可发现，可实现 10 ∶ 1以上的量程比的涡街流量计基本均采用应力式(压电晶体)传感器。

3 流量计的固有特性

(1)由原理可以得出:涡街流量计测量的是工况体积流量，产品铭牌给出 K 系数含义是:K 个漩涡=1m³ ，涡街流量计原始信号与输出信号之间为简单的线性正比关系，不可因惯用差压类流量计的经验，进行开方运算;

(2)涡街流量计通过对于所产生漩涡数量的累计计数得到累计流量，通过计数单位时间之内的漩涡个数得到瞬时流量。测量的难题主要表现为:在复杂因素(或工况)干扰下，正确判定漩涡的有/无;

(3)涡街流量计在检测流量时，首要的是判断漩涡的有无，即生成数字信号的，进而计数得到流量，因此，涡街流量计本质上为数字测量原理，由此呈现出与常用的其它模拟原理流量计大相径庭的特征:

①如能正确识别漩涡的有/无，则表现出优异的测量精度;

②如果在判断漩涡有/无时出现错乱，则呈现无法接受的巨大误差，甚至于不能正确反映信号变化趋势。

对比熟知的模拟类流量仪表如差压类、电磁类等等，是以信号强弱测得流量大小，而涡街流量计却是以信号频率的高低测得流量大小。因此，干扰对于模拟类流量仪表流量示值的影响往往取决于干扰的强度，在流量低于下*，更多的表现为精度超差，但可反映流量变化趋势。并且，干扰信号的频率通常与模拟类流量计的信号差异明显，简单的滤波就可以有效降低干扰信号幅度，从而抑制干扰的影响。