7.5涡街流量计讲解
涡街流量计使用说明书
一、使用时的注意事项1.1、确认收货时1.1.1、在您拿到本产品时，请确认运输途中有没有磕碰划伤等。
1.1.2、根据产品铭牌的标注，请确认与您要买的型号是否相符。
1.2、运输与储存时1.2.1、尽可能的利用本公司的包装，将流量计直接运送到安装现场。
1.2.2、运送过程中不要强烈碰撞、也不要让雨水淋湿。
1.2.3、保管时尽量利用本公司的原包装进行保管，保管的地方应符合下列条件要求：1不会有淋雨水的地方2振动或碰撞尽量少的地方3温度：-40℃—+55℃4湿度：5％—90％1.2.4、使用过的流量计保管时，要将内部的残留液体及粘附物完全清洗干净，另外注意在电源接口处要密封，以防潮湿。
1.3、安装时1.3.1、使用时要在流量计规定的条件下使用，超出这个规定使用是不可行的，如果因此而造成流量计损坏，维修的费用会由您自己承担。
1.3.2、流量计出现问题以后，尽可能的与我们或维修商联系，以便尽快的把问题解决。
1.3.3、安装之前必须认真阅读说明书，由于没有按照说明书操作造成的流量计损坏，维修费用自己承担。
二、产品用途及工作原理2.1、用途LUGB涡街流量计广泛用于石油、化工、电力、轻工等部门工业管道中测量液体或气体的流量。
由于传感器材料为1Cr18Ni9Ti，也可用于城市供水、供热、锅炉供水、医疗行业流体管道的流量测量。
防爆型涡街流量传感器，采用的是本安防爆技术。
电池供电的涡街流量计其防爆标志为“Ex iaⅡBT4”，适合不高于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T4组的危险场所使用；靠安全栅供电的涡街流量计其防爆标志为“ExiaⅡBT5”，适于Ⅱ类B级的0区、1区、2区含有T1~T5组的危险场所使用。
2.2、工作原理图一：卡门涡街工作原理图LUGB涡街流量计是利用卡门涡街原理，用来测量蒸汽、气体及低粘度的液体的流量仪表。
当流体流过与被测介质流向垂直放置的旋涡发生体时，在其后方两侧交替地产生两列旋涡，称之为卡门涡街，如上图1所示。
涡街流量计使用说明
参考资料：蒸汽涡街流量计
蒸汽涡街流量计，它的存在不仅仅是为了测量，更是为了让我们感受到工况体积流量的魅力流体艺术的良师益友。
参考资料：涡街蒸汽流量计
涡街蒸汽流量计，一种集温度、压力、流量于一体的全新设计理念的计量仪器，将这三种信号悉 数融合，通过智能数字处理器进行处理，输出一个经过补偿后的标准流量，实现了对气体、蒸汽 的温压补偿功能的精准计量。它广泛应用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气 等多种介质。涡街蒸汽流量计，犹如一位精明的管家，为工业领域的管理提供了科学、准确的计 量手段，让流量计量不再是一个难以把握的难题。 它的外表虽不华丽，却透露着科技感与实用性。在它的身体里，温度、压力、流量三个元素相互 交织，如同山川河流一般自然流畅。通过涡街蒸汽流量计，我们可以听到工业生命的脉搏跳动， 感受到工业的节奏与韵律。 它不仅是一个计量仪器，更是一个象征，一个承载着人类智慧与科技创新的象征。它让我们明白， 科技的力量并非遥不可及，而是可以通过我们的智慧与努力，一点一滴地改变世界。
参考资料：一体化涡街流量计
一体化涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量。
参考资料：蒸汽涡街流量计
蒸汽涡街流量计，这位工业管道中的流量测量专家，专门用于测量蒸汽介质流体。它的特色之处 在于压力损失小，量程范围大，精度高等优点。在测量工况体积流量时，它几乎不受流体密度、 压力、温度、粘度等参数的影响，就像一位坚定而无畏的战士，面对任何挑战都能保持稳定和精 准。 它是一位真正的修辞大师，用自己独特的语言，让工业管道中的复杂流量测量变得简单易懂。它 的存在，让人们不再因为流体的复杂性质而感到困扰，而是为它的精准测量和优雅表现而赞叹。 它不仅是一位测量专家，更是一位艺术的创造者。在它精准测量的也用修辞手法让我们感受到流 体的韵律和节奏。让我们在工业管道的繁杂中找到美，在数据的海洋中找到规律，在流体的变幻 中找到稳定。
涡街流量计的工作原理
涡街流量计的工作原理
涡街流量计是一种常见的流量测量仪器，它利用涡街的激励和检测原理来实现流量的测量。
下面将详细介绍涡街流量计的工作原理。
涡街流量计的主要构造部分包括涡街传感器和信号处理器。
涡街传感器位于流体管道内，它由一个装有固定几何形状的金属片组成，金属片上有一或多个流向垂直的凸起物，被称为涡街生成器。
当流体经过涡街传感器时，流体的流速使得涡街生成器产生周期性的涡街脱离。
当涡街脱离涡街生成器时，会引起传感器内部的压力变化。
这种压力变化被传感器内部的压力传感器检测到，产生相应的电信号。
这个电信号会被传输到信号处理器中进行处理。
信号处理器接收到传感器的电信号后，首先会对电信号进行放大，然后再进行滤波处理，以消除噪声干扰。
接下来，信号处理器会根据涡街脱离的频率来计算流体的流速。
通常，涡街传感器会有一个已知的频率和流速的标定曲线，利用这个标定曲线，可以将涡街脱离的频率转换为流体的实际流速。
最后，信号处理器会将流速信息转换为流量信息，并输出给用户。
同时，信号处理器还会根据用户设置的参数，进行数据显示、存储、报警等功能。
总结来说，涡街流量计的工作原理是通过涡街传感器感知流体流动产生的压力变化，然后利用信号处理器将压力变化转换为
流速和流量信息。
这种测量原理简单可靠，在工业领域广泛应用。
涡街流量计的测量介绍
涡街流量计的测量介绍涡街流量计是一种通过涡轮旋转转数实现流量测量的仪器。
它的工作原理是利用涡街轮旋转的频率来推断流体体积流量。
该仪器广泛应用于不同行业中，包括石油天然气、水处理、化学、食品和制药等领域。
在此文档中，我们将深入介绍涡街流量计的工作原理、测量指标、类型和优点。
工作原理涡街流量计的运作基于两个基础原理。
第一，由于流体的作用，涡街轮旋转。
第二，涡街轮旋转的速度与流体体积流量成正比。
当液体通过管道流动时，它会使涡街轮旋转，同时在轮叶上形成旋涡。
这些旋涡会在一定的频率下与轮子发生共振，测量出液体的流动量。
测量指标涡街流量计的测量指标包括流量、温度、压力和密度。
其中，最基本的测量指标是流量，通常以立方米/小时或英尺/分钟表示。
温度通常以摄氏或华氏度表示，压力以帕斯卡（Pa）或英镑力/平方英寸（psi）表示。
密度通常以千克/立方米或磅/立方英尺表示。
类型涡街流量计有许多不同的类型。
其中最常见的是机械式涡街流量计和电势式涡街流量计。
机械式涡街流量计通常由一组涡街轮和机械传感器组成。
当涡街轮旋转时，它会驱动机械传感器产生旋转力矩。
根据力矩的大小可以决定流量大小。
电势式涡街流量计采用电磁感应原理。
当涡街轮旋转时，它会随之引起电动势变化，从而产生流量信号。
这些信号经过特定的计算过程可以配合外部组件实现流量计量。
优点涡街流量计具有许多优点。
首先，它们可以适用于非常广泛的流体类型，包括水、石油、气体和蒸汽等。
其次，涡街流量计可以在很宽的流量范围内进行测量，并且具有快速响应时间和高精度。
此外，涡街流量计还具有较小的压降和阻力损失，可以用于高粘度和腐蚀性液体的流量测量。
最后，涡街流量计还可以在低流速下进行精确测量。
总结涡街流量计是一种常用的流量测量仪器。
它的工作原理基于流体的涡轮旋转频率推断流量，可以在广泛的流量范围内进行测量并具有快速响应时间和高精度。
涡街流量计适用于广泛的流体类型，并且在高粘度和腐蚀性液体的流量测量方面具有优势。
7.5 涡街流量计
信号检出
圆柱体表面开有导压孔，与圆柱体内部 空腔相通．空腔由隔板分成两部分，在隔 板的中央部分有—小孔，在小孔中装有检 测流体流动的铂电阻丝．
当旋涡在圆柱体下游侧产生时，出于升 力的作用，使得圆柱体下方的压力比上方 高一些，圆柱体下方的流体在上下压力差 的作用下，从圆柱体下方导压孔进入空腔， 通过隔板中央部分的小孔，流过铂电阻丝， 从上方导压孔流出。如果将铂电阻丝加热 到高于流体温度的某温度值，则当 流体流过铂电阻丝时，就会带走热量，改变其温度，也即改变其 电阻值。当圆柱体上方产生一个旋涡时，则流体从上导压孔进入， 由下导压孔流出，又一次通过铂电阻丝，又改变一次它的电阻值。 由此可知：电阻值变化与流动变化相对应，也既与旋涡的频率相 对应。所以，可由检测铂电阻丝电阻变化频率得到涡频率，进而 得到流量值。
1. 涡街流量计工作原理
卡 曼 涡 街
在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有 规则的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街，如图1所示。旋涡列在旋涡发生体 下游非对称地排列。由于漩涡之间的相互影响，其形成通常是不稳定的。 但卡门对涡列的稳定条件进行了研究，于1911年得到结论：当ReD>60时， 附面层分离，产生旋向相反，且交替出现的旋涡。且当涡街宽度h/相邻旋 涡间距l =0.2806时，涡街达到稳定。
旋涡发生体
图7.5.5 三角柱旋涡发生体
（2）检测方法
主要方法：压力脉动测量法、流速脉动测量法、频率直接检测法；
热电阻法（P脉动）： 把圆柱做成空心，中间放入一个加热的电阻丝，在隔板层
开几个导压孔，当一侧产生涡列时，P变化（脉动），另一侧 未变，所以流体经过导压孔突然流过电阻丝，使之冷却，温度 降低，电阻减小，另一侧再产生涡列时，流体反而再次冷却， 电阻减小，测出电阻下降的次数就可以推出f。
涡街流量计工作原理及特点
涡街流量计工作原理及特点嘿，咱今天就来唠唠这涡街流量计！大家可别小瞧了它，这家伙在工业领域那可是有着重要的地位呢。
先来说说它的工作原理啊。
简单点说呢，就像是个神奇的“流量小侦探”。
当流体通过的时候，在它那特殊的地方就会形成旋涡。
这些旋涡就像一个个小信号，告诉我们流体流得快还是慢，流量是多少。
嘿，是不是挺神奇的？这涡街流量计的特点那也是杠杠的！首先呢，它测量的范围那叫一个广，不管流量大还是小，它都能给你测个八九不离十。
就像个全能选手，啥场面都能应付得来。
而且啊，它的精度还挺高。
不像有些测量工具，时不时就给你来点小误差，让人心里没底。
涡街流量计就不一样啦，它给出的数据那叫一个靠谱，让人放心。
还有一点特别好，就是这家伙特别耐用。
咱工业现场那环境有时候可不咋地，又是高温又是高压的，但涡街流量计可不怕，就那么稳稳地在那工作着。
在我看来，涡街流量计就像是一个默默坚守岗位的“流量小卫士”。
不管面对啥样的困难和挑战，都能坚定地完成自己的使命。
它就静静地在那，不声不响，但却为整个生产过程提供着关键的数据支持。
我记得有次在工厂里看到涡街流量计在那有条不紊地工作着，心里就特别踏实。
就好像有了它，整个生产流程都变得井然有序了。
想象一下，如果没有它，那我们怎么知道流体流量到底是多少呢？那生产不就乱套啦。
反正我是挺佩服这涡街流量计的，它虽然看起来不起眼，但作用那可是大大的。
它就像那些在背后默默付出的无名英雄，虽然不被大家时常提起，但却至关重要。
所以啊，我们可得好好珍惜这个“流量小卫士”，让它好好地为我们服务，为工业生产保驾护航！怎么样，大家是不是对涡街流量计有了更深的认识啦？。
涡街流量计的定义与原理
涡街流量计的定义与原理最近在研究涡街流量计，发现了一些有趣的原理，今天就来和大家聊一聊。
你们有没有注意到，在水流比较湍急的河流中，有时候会有一些漩涡不断地形成、脱落呢？涡街流量计的原理就和这个有点类似哦。
涡街流量计是一种测量流体流量的仪器。
简单来说，当流体，比如说液体或者气体，流过一个非流线型的物体时，就会在这个物体后面产生一系列有规律的漩涡。
想象一下，就像一群小鱼，在一块大石头后面欢快地绕圈游动一样。
这些漩涡是交替地从物体的两边释放出来的，并且有着十分稳定的频率。
这就要说到涡街流量计的核心原理啦。
根据流体力学里的卡门涡街原理，当雷诺数达到一定范围的时候，这种漩涡的释放频率啊，是和流体的速度成正比的。
也就是说，流体速度越快，漩涡产生的频率就越高；速度越慢，频率就越低。
打个比方呢，这就像你跑步的时候，脚步的频率会随着速度的变化而变化。
涡街流量计就是通过检测这个漩涡的频率，然后根据这个频率和流速的关系，就能够测量出流体的流量啦。
比如，在化工厂里，测量液体化工原料流入反应釜的流量，或者在天然气输送管道中，测量天然气的流量，涡街流量计都能发挥重要的作用。
说实话，我一开始也不太明白，为什么漩涡的频率就能和流量联系起来呢。
这得感谢那些做无数次实验并总结出理论的科学家们。
这其中涉及到一些比较复杂的流体力学理论，就像更高深的秘籍一样，不过我们只要知道这个大概原理就能够理解涡街流量计的工作方式了。
不过这里面也有一些需要注意的地方哦。
如果流体里有杂质或者流体很不均匀呢，就可能会影响到漩涡的产生，就像小鱼在有很多水草杂物的地方不能很顺畅地绕圈游动一样，这样测量的准确性也许就会大打折扣，所以有些情况下还需要对流体进行预处理。
说到这里，你可能会问，那在不同种类的流体中，这个原理是不是都适用呢？大部分情况下是适用的，只要满足一定条件。
这也让我深深地感觉到，大自然中的现象与科学原理真是奇妙地联系在一起啊。
大家对涡街流量计还有什么有趣的想法或者问题吗？欢迎来讨论呢。
涡街流量计技术讲座
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三、 优点和局限性(续1)
可根据测量对象选择相应的检测方式，仪表的适应性强。 VSF在各种流量计中是一种较有可能成为仅需干式校验 的流量计。
图8 不同测量介质的斯特劳哈尔数
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三、 优点和局限性(续2)
2. 局限性 VSF不适用于低雷诺数测量（ReD≥2×104），故在 高粘度、低流速、小口径情况下应用受到限制。 旋涡分离的稳定性受流速分布畸变及旋转流的影响， 应根据上游侧不同形式的阻流件配置足够长的直管段或 装设流动调整器（整流器），一般可借鉴节流式差压流 量计的直管段长度要求安装。 力敏检测法VSF对管道机械振动较敏感，不宜用于 强振动场所。 与涡轮流量计相比仪表系数较低，分辨率低，口径 愈大愈低，一般满管式流量计用于 DN300以下。 仪表在脉动流、混相流中尚欠缺理论研究和实践经 验。
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二、工作原理与结构
1. 工作原理
在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡， 这种旋涡称为卡曼涡街，如图1所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设 旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表 体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式 f=SrU1/d=SrU/md （1 ） 式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s； Sr--斯特劳哈尔数； m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比
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四、分类与凡种类型产品简介(续1)
⑴ 应力式VSF 如图9所示，应力式VSF应用检测方式1）～4）（见 二、2.），它把检测元件受到的升力以应力形式作用在 压电晶体元件上，转换成交变的电荷信号，经电荷放大、 滤波、整形后得到旋涡频率信号。压电传感器响应快、 信号强、工艺性好、制造成本低、与测量介质不接触、 可靠性高。仪表的工作温度范围宽，现场适应性强，可 靠性较高，它是目前VSF的主要产品类型。
涡街流量计工作原理
涡街流量计工作原理
涡街流量计通过涡街发生器产生的涡街作用原理来测量流体的流量。
其工作原理如下：
1. 流体进入涡街流量计后，首先经过一个流体进口。
进口处通常设有一个圆锥形收缩管，用于引导流体进入流量计并形成一定的流速。
2. 流体进入流量计后，经过一个特殊设计的涡街发生器。
涡街发生器通常由一个金属材料制成的悬臂式挡板组成，在流体中产生周期性涡流。
3. 流过涡街发生器的流体会产生涡街效应，即流体会在挡板两侧交替产生旋涡。
4. 产生的旋涡将会在挡板后面形成一个交替出现的涡街，涡街的频率与流体的流速成正比。
5. 涡街后的流体继续通过一个涡街检测器，涡街检测器通常由一个传感器和一个电子设备组成。
6. 传感器通常采用霍尔元件或光电元件，用于检测涡街的旋涡频率。
7. 电子设备会根据传感器检测到的旋涡频率来计算流体的流速，然后根据管道的截面积计算出流体的流量。
8. 测量结果可以通过显示屏或输出接口展示，以便实时监测和记录流体的流量。
总的来说，涡街流量计通过检测涡街效应，并将涡街的频率转换成流体的流速，进而计算出流体的流量。
这种测量方法具有结构简单、精度高、可靠性好等优点，并广泛应用于工业流体流量测量领域。
涡街流量计原理及概述
涡街流量计原理及概述在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。
目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计和射流流量计。
流体振动流量计具有以下一些特点：1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；3）精确度为中上水平；4）无可动部件，可靠性高；5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。
本文仅介绍涡街流量汁（以下简称VSF或流量计）。
VSF是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（bluff body），流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。
早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振动频率与流速关系的文章，斯特劳哈尔数就是表示旋涡频率与阻流体特征尺寸，流速关系的相似准则。
人们早期对涡街的研究主要是防灾的目的，如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡街频率合拍将产生共振而破坏设备。
涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风速计和船速计等。
60年代末开始研制封闭管道流量计--涡街流量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。
70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻流体及检测法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在短短几年时间内就达到从实验室样机到批量生产过程的流量计还绝无仅有。
我国VSF的生产亦有飞速发展，全国生产厂达数十家，这种生产热潮国外亦未曾有过。
应该看到，VSF尚属发展中的流量计，无论其理论基础或实践经验尚较差。
至今最基本的流量方程经常引用卡曼涡街理论，而此理论及其一些定量关系是卡曼在气体风洞（均匀流场）中实验得出的，它与封闭管道中具有三维不均匀流场其旋涡分离的规律是不一样的。
涡街流量计的性能及应用介绍
涡街流量计的性能及应用介绍一、涡街流量计的工作原理涡街流量计是基于卡门涡街效应的原理工作的，当介质通过涡街流量计内的流量传感器时，会在涡街流量计内产生一系列旋涡，这些旋涡会作用在流量传感器上，产生压力脉动。
涡街流量计通过检测这些压力脉动来确定流体的流速，并据此计算出流量。
涡街流量计的主要部件有涡街传感器、信号转换器和显示仪表。
涡街传感器是涡街流量计的核心部件，一般由一个S形传感器和一个涡轮组成。
当涡街传感器安装在管道中，流体通过时会使涡轮旋转，旋转速度与流体的流速成正比。
信号转换器接收涡轮生成的脉动信号，并转换成标准的电信号输出到显示仪表上，以实现对流量值的测量和显示。
二、涡街流量计的性能特点1.高精度：涡街流量计的测量精度高，通常可达到±1%~±0.5%。
2.宽测量范围：涡街流量计适用于多种液体和气体介质的流量测量，流量范围广。
3.快速响应：涡街流量计的响应速度较快，一般在0.05s以内，适用于对瞬时流量变化较大的应用场景。
4. 高耐压性：涡街流量计能承受高压力的应用环境，可达到100Mpa以上的额定压力。
5.耐腐蚀性：涡街流量计可采用不同材质制作，能适应不同介质的测量要求，具有良好的耐腐蚀性。
6.长寿命：涡街流量计的传感器无移动部件，不易磨损，寿命长。
三、涡街流量计的应用领域1.工业流程控制：涡街流量计广泛应用于工业流程的流量控制和监测，如化工、石油、天然气、制药等行业。
2.锅炉喂水系统：涡街流量计可用于锅炉喂水系统中，监测和控制锅炉供水的流量，保证锅炉的安全和稳定运行。
3.石油钻井：涡街流量计可用于石油钻井中，对钻井液的流量进行实时监测和控制，确保钻井作业的顺利进行。
4.燃气计量：涡街流量计可用于燃气计量系统中，对燃气的流量进行精确测量，实现计量收费。
5.自动化控制系统：涡街流量计可与自动化控制系统结合，实现对流量的实时监测和控制。
总结：涡街流量计具有高精度、宽测量范围、快速响应、高耐压性、耐腐蚀性和长寿命等特点，被广泛应用于工业流程控制、锅炉喂水系统、石油钻井、燃气计量和自动化控制等领域。
7.5涡街流量计讲解
选频放大器
恒流放大器
电荷放大器
调谐-振动放 大器
光电放大器
低频放大器
图5 转换器原理框图
仪表本体
仪表表体可分为夹持型和法兰型，如图6所示。
图6 仪表表体
Rosemount 涡街
双头型
分体型
法兰型 缩径型
夹持型
多参数型
三、优点与局限性
3.1 优点
VSF构造简洁坚固，安装维护便利〔与节流式差压流量计 相比较，无需导压管和三阀组等，削减泄漏、堵塞和冻结 等〕。
转换器 检测元件把涡街信号转换成电信号，该信号既微弱又含 有不同成分的噪声，必需进展放大、滤波、整形等处理 才能得出与流量成比例的脉冲信号。
不同检测方式应配备不同特性的前置放大器，如表1所列。 表1 检测方式与前置放大器
检测方法 热敏式 超声式 应变式 应力式 电容式 光电式 电磁式
前置放大器
恒流放大器
涡街流体振动现象用于测量争论始于20世纪50年月，如风 速计和船速计等。60年月末开头研制封闭管道流量计--涡街流 量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。
70、80年月涡街流量计进展特别快速，开发出众多类型阻 流体及检测法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在 短短几年时间内就到达从试验室样机到批量生产过程的流量计 还绝无仅有。
涡街流量计
一、流量计 概 述
在特定的流淌条件下， 一局部流体动能转化为 流体振动，其振动频率 与流速〔流量〕有确定 的比例关系，依据这种 原理工作的流量计称为 流体振动流量计。
涡街流量计讲解课件
涡街流量计的安装与使用
安装注意事 项
选址
选择流量计安装位置时，应考虑 方便日常维护和操作的位置，同 时要避免安装在振动较大或磁场
干扰较强的位置。
管道连接
确保流量计的进出口与管道连接牢 固，避免出现泄漏情况。
传感器安装
传感器应按照说明书上的安装要求 进行安装，确保安装角度正确，以 获得准确的测量结果。
涡街流量计讲解 课件
目录
• 涡街流量计的发展趋势与前沿技 • 涡街流量计的案例分析与应用实
涡街流量计概述
定义与工作原理
定义
涡街流量计是一种常用的流量测量仪表，它通过测量流体在管道中旋转形成的涡 街信号来测量流量。
工作原理
涡街流量计的工作原理基于流体动力学原理，当流体流经管道时，在某些特定的 流速下，流体在管道中会形成旋转的涡街信号，涡街信号的频率与流速成正比。 通过测量涡街信号的频率，可以推算出流体的流速，从而得到流量。
THANKS
流体动力学基础
流体动力学的基本概念
流体的定义、流体的性质、流体的流 动状态等。
流体动力的基本方程
Navier-Stokes方程、连续性方程、能 量方程等。
涡街流量计的测量原理
涡街流量计的结构
包括传感器、信号处理电路和显示装置等。
涡街流量计的测量原理
利用流体通过涡街时产生的频率与流体流量成正比的原理进行测量。
以自来水为例，假设涡街流量计的C值为0.75，管道直径为DN100mm，Δh为0.1m，则可计算出流量 Q = 0.75 * π * (0.1m)^2 * sqrt(2*9.8m/s^2*0.1m) = 0.33m^3/s。
误差分析与优化方法
误差来源
涡街流量计原理及概述
涡街流量计原理及概述在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。
目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计和射流流量计。
流体振动流量计具有以下一些特点：1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；3）精确度为中上水平；4）无可动部件，可靠性高；5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。
本文仅介绍涡街流量汁（以下简称VSF或流量计）。
VSF是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（bluff body），流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。
早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振动频率与流速关系的文章，斯特劳哈尔数就是表示旋涡频率与阻流体特征尺寸，流速关系的相似准则。
人们早期对涡街的研究主要是防灾的目的，如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡街频率合拍将产生共振而破坏设备。
涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风速计和船速计等。
60年代末开始研制封闭管道流量计--涡街流量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。
70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻流体及检测法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在短短几年时间内就达到从实验室样机到批量生产过程的流量计还绝无仅有。
我国VSF的生产亦有飞速发展，全国生产厂达数十家，这种生产热潮国外亦未曾有过。
应该看到，VSF尚属发展中的流量计，无论其理论基础或实践经验尚较差。
至今最基本的流量方程经常引用卡曼涡街理论，而此理论及其一些定量关系是卡曼在气体风洞（均匀流场）中实验得出的，它与封闭管道中具有三维不均匀流场其旋涡分离的规律是不一样的。
涡街流量计原理及概述
涡街流量计原理及概述在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。
目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计和射流流量计。
流体振动流量计具有以下一些特点：1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；3）精确度为中上水平；4）无可动部件，可靠性高；5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。
本文仅介绍涡街流量汁（以下简称VSF或流量计）。
VSF是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（bluff body），流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。
早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振动频率与流速关系的文章，斯特劳哈尔数就是表示旋涡频率与阻流体特征尺寸，流速关系的相似准则。
人们早期对涡街的研究主要是防灾的目的，如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡街频率合拍将产生共振而破坏设备。
涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风速计和船速计等。
60年代末开始研制封闭管道流量计--涡街流量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。
70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻流体及检测法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在短短几年时间内就达到从实验室样机到批量生产过程的流量计还绝无仅有。
我国VSF的生产亦有飞速发展，全国生产厂达数十家，这种生产热潮国外亦未曾有过。
应该看到，VSF尚属发展中的流量计，无论其理论基础或实践经验尚较差。
至今最基本的流量方程经常引用卡曼涡街理论，而此理论及其一些定量关系是卡曼在气体风洞（均匀流场）中实验得出的，它与封闭管道中具有三维不均匀流场其旋涡分离的规律是不一样的。
7.5涡街流量计
混 相 流 体 的 安 装
涡街流量计对上,下游直管段长度的要求
2. 使用注意事项
(1)现场安装完毕通电和通流前的检查
①主管和旁通管上各法兰,阀门,测压,测温 孔及接头应无渗漏现象; ②管道振动情况是否符合说明书规定; ③传感器安装是否正确,各部分电气连接是否 良好.
(2)接通电源静态调试
在通电不通流时转换器应无输出,瞬时流量指示为零, 累积流量无变化,否则首先检查是否因信号线屏蔽或接地不 良,或管道震动强烈而引入干扰信号.如确认不是上述原因 时,可调整转换器内电位器,降低放大器增益或提高整形电 路触发电平,直至输出为零.
7.5.2 安装使用注意事项
1. 安装注意事项 2. 使用注意事项
1. 安装注意事项
涡街流量计对管道流速分布畸变,旋转流和流动脉 动等敏感,对现场管道安装条件应充分重视,遵照 生产厂使用说明书的要求执行. 涡街流量计可安装在室内或室外. 如果安装在地井里,有水淹的可能,要选用涎水型 传感器. 传感器在管道上可以水平,垂直或倾斜安装,但测 量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰,安装位 置要注意
旋涡发生体
旋涡发生体
三角柱旋涡发生体
(2)检测元件
检测旋涡信号方式:
①用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发 生体两侧差压; ②旋涡发生体上开设导压孔,在导压孔中安装检 测元件检测发生体两侧差压; ③检测旋涡发生体周围交变环流; ④检测旋涡发生体背面交变差压; ⑤检测尾流中旋涡列.
表7.5.1 旋涡发生体和检测方式一览表
(3)通流动态调试
关旁通阀,打开上下游阀门,流动稳定后转换器输出连续的 脉宽均匀的脉冲,流量指示稳定无跳变,调阀门开度,输出 随之改变.否则应细致检查并调整电位器直至仪表输出既无 误触发又无漏脉冲为止. End the 7.5
涡街流量计培训教材
一．涡街流量计的原理1．卡门涡街的产生与现象为说明卡门涡街的产生，我们来考虑粘性流体绕流圆柱体的流动．当流体速度很低时，流体在前驻点速度为零，来流沿圆柱左右两侧流动，在圆柱体前半部分速度逐渐增大，压力下降，后半部分速度下降，压力升高，在后驻点速度又为零．这时的流动与理想流体绕流圆柱体相同，无旋涡产生，如图3—7a所示．随着来流速度增加，圆柱体后半部分的压力梯度增大，引起流体附面层的分离，如图3—7b所示．当来流的雷诺数Re再增大，达到40左右时，由于圆柱体后半部附面层中的流体微团受到更大的阻滞，就在附面层的分离点S处产生一对旋转方向相反的对称旋涡．如图3－7c所示．在一定的雷诺数Re范围内，稳定的卡门涡街及旋涡脱落频率与流体流速成正比．图3－7 圆柱绕涡街产生示意图2．卡门涡街的稳定条件并非在任何条件下产生的涡街都是稳定的．冯·卡门在理论上已证明稳定的涡街条件是：涡街两列旋涡之间的距离为h，单列两旋涡之间距离为，若两者之间关系满足＝1或 h / ＝0. 281 （3－24）时所产生的涡街是稳定的。
3．涡街运动速度为了导出旋涡脱落频率与流速之间的关系，首先要得到涡街本身的运动速度．为便于讨论，我们假定在旋涡发生体上游的来源是无旋、稳定的流动，即其速度环量为零．从汤姆生定理可知，在旋涡发生体下游所产生的两列对应旋涡的速度环量，必然大小相等，方向相反，其合环量为零，由于对应两旋涡的旋向相反，速度环量大小相等，所以在整个涡群的相互作用下，涡街将以一个稳定的速度向上游运动．从理论计算可得．的表示式为＝tan h (3-25)对于稳定的涡街，将式（3－25）代入，有：= tan h(0. 281 )= (3-26)4．流体流速与旋涡脱落频率的关系从前面讨论可知，当流体以流速u流动时，相对于旋涡发生体，涡街的实际向下游运动速度为u－ur．如果单列旋涡的产生频率为每秒f个旋涡，那么，流速与频率的关系为u－ur = fl (3－27)将式(3－26)代入，可得到流速u与旋涡脱落频率f之间的关系．但是，在实际上不可能测得速度环量的数值，所以只能通过实验来确定来流速度u与涡街上行速度ur之间的关系，确定因柱形旋涡发生体直径d与涡街宽度h之间的关系，有：h＝1. 3d （3－28）ur＝0. 14u （3－29）将式（3－24），（3－27），（3－28），（3－29）联立，可得：f＝＝＝（3－29’）0. 2u / d也可将上式写成：St＝0. 2 (3－30)St称为斯特罗哈尔数．从实验可知，在雷诺数Re为3×l02－3×l05范围内，流体速度u与旋涡脱落频率的关系是确定的．也就是说，对于圆柱形旋涡发生体，在这个范围内它的斯特罗哈尔数St是常数，并约等于0．2，与理论计算值吻合的很好．对于三角型式的旋涡发生体，其斯特罗哈数St也是常数，但有它自己的数值．图3－8为圆柱型旋涡发生体产生的涡街结构．根据以上分析，从流体力学的角度可以判定涡街流量计测量的上下限流量为：Re ＝3×102－2×l05．当雷诺数更大时，圆柱体周围的边界层将变成紊流，不符合上述规律，并且将会是不稳定的．图3－8 涡街结构示意图5．流体振动原理当涡街在旋涡发生体下游形成以后，仔细观察其运动，可见它一面以速度u－ur 平行于轴线运动，另外还在与轴线垂直方向上振动．这说明流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用．下面讨论这个垂直方向上力的产生原因及计算方法．同前讨论，假定来流是无旋的，根据汤姆生定律：沿封闭流动流线的环量不随时间而改变．那么，当在旋涡发生体右(或左)下方产生一个旋涡以后，必须在其它地方产生一个相反的环量，以使合环量为零．这个环量就是旋涡发生体周围的环流．根据茹科夫斯基的升力定理，由于这个环量的存在，会在旋涡发生体上产生一个升力，该升力垂直于来流方向．设作用在旋涡发生体每单位长度上的升力为L，有：L＝u （3－31）式中――流体密度；u――来流速度；――旋涡发生体的速度环量．从前面的讨论中可以得到以下关系，＝2 ur；ur=K1u；＝K2d ；将上述关系代入式(3—31)，并令系数K＝2 K1K2，则有：L＝K du2 (3－32)这就是作用在旋涡发生体上的升力．由于旋涡在旋涡发生体两侧交替发生，且旋转方向相反，故作用在发生体上的力亦是交替变化的．而流体则受到发生体的反作用力，产生垂直于铀线方向的振动，这就是流体振动的原理．从上述分析可以知道：交替地作用在旋涡发生体上的上升力的频率就是旋涡的脱落频率．通过检测该升力的变化频率，就可以得到旋涡的脱落频率，从而可得流体的流速值。
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卡 曼 涡 街
根据卡曼涡街原理，有如下关系式
斯特罗哈数 涡列频率
v f St d
涡列发生体两侧流体的平均流速 涡列发生体迎流面的最大宽度
体积流量
涡列发生体两侧的流通截面积 A=πD2/4-----管道圆形面积
Adf q v A v St
斯特罗哈数St主要与漩涡发生体的形状和雷诺数有关，形 状确定后，在一定雷诺数范围内St为常数。
二、工作原理与结构
2.1 涡街基本原理
流体流经阻挡体或者是特制的元件时，产生了流动振荡 ，通过测定其振荡频率来反映通过的流量。
2.2 涡街产生原理
在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两 侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街， 如图所示。 旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列，涡列的形成与 流体雷诺数有关。
一般流量计出厂校验是在实验室参考条件下进行 的，在现场偏离这些条件不可避免。工作条件的偏离 到底会带来多大的附加误差至今在标准及生产厂资料 中尚不明确。这些都说明流量计的迅速发展需求基础 研究工作必须跟上，否则在实用中经常会出现一些预 料不到的问题，这就是用户对VSF存在一些疑虑的原 因，它亟需探索解决。
我国VSF的生产亦有飞速发展，全国生产厂达数十 家，这种生产热潮国外亦未曾有过。应该看到，VSF 尚属发展中的流量计，无论其理论基础或实践经验尚 较差。至今最基本的流量方程经常引用卡曼涡街理论 ，而此理论及其一些定量关系是卡曼在气体风洞（均 匀流场）中实验得出的，它与封闭管道中具有三维不 均匀流场其旋涡分离的规律是不一样的。至于实践经 验更是需要通过长期应用才能积累。
旋涡发生体和检测方式一览表
旋涡频率检测方法，大致分为两类：
斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷 诺数有关，图1所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数 与管道雷诺数的关系图。
图1：斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
流体流经柱体时，速度上升，压力下降（节流），在 圆柱体后速度下降，压力上升。当ReD>60时，附面层分 离，产生旋向相反，且交替出现的旋涡，当涡街宽度h/ 相邻旋涡间距l =0.2806时，涡街达到稳定。由图1可见 ，在ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是 仪表正常工作范围。
2.3 涡街结构
VSF由传感器和转换器两部分组成 ，如图2所示。 传感器包括旋涡发生体（阻流体） 、检测元件、仪表表体等； 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、支架和防护罩等。 近年来智能式流量计还把微处理器 、显示通讯及其他功能模块亦装在 转换器内。 图2 涡街流量计
图3 三角柱旋涡发生体 d/D=0.2～0.3;c/D=0.1～0.2; b/d=1～1.5;θ =15o～65o
图4 单旋涡发生体和多旋涡发生体
2.3.2检测元件 流量计检测旋涡信号一般有5种方式。 1） 用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生 体两侧差压； 2） 旋涡发生体上开设导压孔，在导压孔中安装检测 元件检测发生体两侧差压； 3） 检测旋涡发生体周围交变环流； 4） 检测旋涡发生体背面交变差压； 5） 检测尾流中旋涡列。 根据这5种检测方式，采用不同的检测技术（热敏、 超声、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等）可以构 成不同类型的VSF。
1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体 积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度 的影响；
2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；
3）精确度为中上水平； 4）无可动部件，可靠性高； 5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低； 6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。
1.1 涡街流量计简介
涡街流量汁（以下简称VSF流量计） 是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（ bluff body），流体在阻流体两侧交替地分离释放出
两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率
正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测 元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。
早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振 动频率与流速关系的文章，斯特劳哈尔数就是表示旋涡频率与 阻流体特征尺寸，流速关系的相似准则。人们早期对涡街的研 究主要是防灾的目的，如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡 街频率合拍将产生共振而破坏设备。 涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风 速计和船速计等。60年代末开始研制封闭管道流量计--涡街 流量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。 70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻 流体及检测法的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在 短短几年时间内就达到从实验室样机到批量生产过程的流量计 还绝无仅有。
涡街流量计
Байду номын сангаас
一、流量计 概 述
在特定的流动条件下， 一部分流体动能转化为 流体振动，其振动频率 与流速（流量）有确定 的比例关系，依据这种 原理工作的流量计称为 流体振动流量计。 目前流体振动流量计有 三类：涡街流量计、旋 进（旋涡进动）流量计 和射流流量计。
涡街流量计外形图
流体振动流量计具有以下一些特点：
2.3.1旋涡发生体
旋涡发生体是检测器的主要部件，它与仪表的流量特性（仪表 系数、线性度、范围度等）和阻力特性（压力损失）密切相关 ，对它的要求如下。 ①能控制旋涡在旋涡发生体轴线方向上同步分离；
②在较宽的雷诺数范围内，有稳定的旋涡分离点，保持 恒定的斯特劳哈尔数；
③能产生强烈的涡街，信号的信噪比高； ④形状和结构简单，便于加工、安装和组合； ⑤材质应满足流体性质的要求，耐腐蚀，耐磨蚀，耐温变； ⑥固有频率在涡街信号的频带外。
已经开发出形状繁多的旋涡发生体，它可分为单旋 涡发生体和多旋涡发生体两类，如图4所示。 单旋涡发生体的基本形有圆柱、矩形柱和三角柱， 其他形状皆为这些基本形的变形。 三角柱形旋涡发生体是应用最广泛的一种，如图3所 示。图中D为仪表口径。 为提高涡街强度和稳定性，可采用多旋涡发生体， 不过它的应用并不普遍。