涡街流量计工作原理图

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涡街流量计工作原理与结构

涡街流量计工作原理与构造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,依据卡曼涡街原理，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m = 1- 4 [ l-COT)2 + 曲气管壁xWWWWWX wwwwwx \ \\\\\\\\\\\ \\\\ \ \\\\\\\\w图1 卡曼涡街管道内体积流量qv 为qv= n D2U/4=n D2mdf/4Sr(2)K=f/qv=[ n D2md/4Sr]-1 (3)测定弔能范園0.3 ■ 藉度保证范圉0.2 ■ 0 1 ■ +式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3 ( P/m3K 除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。

斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体外形及雷诺数有关，图 2 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。

由图可见，在ReD=2<104 7X 106 范围内，Sr 可视为常数，这是仪表正常工作范围。

当测量气体流量时，VSF 的流量计算式为pTn En f pin 2n’一 ⑷图 2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中 qVn, qV--分别为标准状态下(0oC 或 20oC, 101.325kPa )和工况下的体积流量，m3/h ;Pn, P--分别为标准状态下和工况下确实定压力，Pa ；Tn , T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K ;Zn ，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

由上式可见，VSF 输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在肯定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的外形尺寸等有关。

涡街流量计原理

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：
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；
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。
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：一类是检测旋涡发生时流速变化，采用的元件有热丝、热敏电阻、超声波探头等；另一类是检测旋涡发生时压力变化，采用的检测元件有压电元件、应变元件、膜片+压电、膜片+电容等。
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。至于实践经验更是需要通过长期应用才能积累。
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

涡街流量计原理

涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计。

即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体（涡街流量传感器中称之为漩涡发生体），就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡即卡门涡街，其漩涡频率正比于来流速度：[2] F＝Stu／d。

（1）式中F —涡街频率，d—漩涡发生体宽度，u—来流速度，St—斯特劳哈尔数。

St的值与漩涡发生体宽度d和雷诺数Re有关。

当雷诺数Re＜2×104情况下，St为变数：当Re在2×104～7×106的范围内，St值基本上保持不变，这段范围为流量计的基本测量范围。

式（1）表明，当d和St为定值时，漩涡产生的频率F与流体的平均流速u成正比，利用这一特性制成了涡街流量计。

由于涡街传感器所测的并不是平均流速，而大约是漩涡发生体两侧的流速。

[3]对于湍流状态，不同的雷诺数下，流速分布规律是不同的。

即不同的流速下具有不同的流速分布，进而说明了涡街流量传感器检测到的主要反映漩涡发生体两侧的流速与管道平均流速的关系不是唯一确定的。

这说明涡街流量传感器的非线性误差是其检测机理所决定的。

在实际使用时，先绘出传感器的仪表系数与频率的试验曲线f (F)。

K= f (F)=KG（F）。

（2）式中G（F）是同一口径的各台仪表相同的曲线形状（仅是位移不同）。

K是平均仪表系数。

在本文应用MCS一51单片机的智能涡街流量计中，通过将试验曲线形状G（F）事先固化于流量计的EPROM中，和让用户结合现场具体工况通过键盘输入K的值，实现涡街传感器的非线性修正。

涡街流量计原理

涡街流量计原理2007-12-24 01:33把一个非流线型阻流体（Bluff Body）垂直插入管道中，随着流体绕过阻流体流动，产生附面层分离现象，形成有规则的旋涡列，左右两侧旋涡的旋转方向相反。

这种旋涡称为卡门涡街。

根据卡门的研究，这些涡列多数是不稳定的，只有形成相互交替的内旋的两排涡列，且涡列宽度h与同列相邻的两旋涡的间距l之比满足 =0.281（对圆柱形旋涡发生体）时，这样的涡列才是稳定的。

生产旋涡分离的阻流体称为旋涡发生体。

涡街流量计是根据旋涡脱离旋涡发生体的频率与流量之间的关系来测量流量的仪表。

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统流圆柱体相同，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处产生一对旋转方面相反的对称旋涡．如图3－7c所示．在一定的留诺数Re范围内，稳定的卡门涡街的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，确定因注形旋涡发生体直径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数St是常数，并约等于0．2，与理论计算值吻合的很好．对于圆柱型式的旋涡发生体，其斯特罗哈数St也是常数，但有它自己的数值．图3－8为圆往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—1)，并令系数K＝2 K1K2，则有：L＝Kdu2 (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。

涡街流量计工作原理及常见故障处理

荷，就产生电荷。当外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态）压电晶体将产生频率与漩涡释放频，率相同的交变电荷信号。从压电晶体输出的交变电荷信号经转换放大器，出频率与流量成比例的电输
压脉冲信号，或者输出４～０Ａ・Ｃ标准信号。２ｍＤ
图３中Ｔ３的门槛电压进行调整，终使仪表恢复Ｐ最
正常。
３在实际应用中所遇问题及解决方案
３１涡街流量计的管道内无液体流动。．而显示仪表
有流量指示
３２变送器或传感器始终无输出．
烷基化管道内颗粒，污物含量有时较高，涡街而
物理性质变化之影响。根据流体流动的连续性原理：
０＝Ａｖ（）２
小。仪表参数能长期稳定。
２工作原理
涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流
体振荡性流量计，测量原理如图１所示。即在被其测流体中插入一个非流线型的对称形状的物体（即
摘
要：介绍了涡街流量计工作原理，涡街流量计在兰州石化公司炼油厂现场使用中出现过的一些故障，对进行了
分析与解决；并指出了使用与维护中应注意的事项。
关键词：涡街流量计；障；故使用；维护
中图分类号：Ｈ１Ｔ８４
１概况
非对称的漩涡列即卡门涡街。其漩涡频率正比于流

涡街流量计工作原理图

涡街流量计工作原理图涡街流量计的工作原理是在测量管中垂直插入一个柱状物时，流体通过柱状物两侧就交替产生投规律的漩涡（如图所示），这种漩涡就称之为卡门涡街，因此就叫做涡街流量计。

卡门涡街的释放频率与流动速度及柱状物的宽状有关。

涡街流量计原理图示涡街原理（图示）涡街流量计是利用卡门原理和压电技术制造的速度式流量计，传感器输出的频率值与管道中介质流速成正比：Q=3600F/K，F=f=Sr×V/d传感器压力损失：△P≤1.2ρV²式中：F———流量脉冲频率，Hz;V———管道内流体平均流速，m/s;d———漩涡发生体迎流面宽度，m;D———传感器壳体内径，m;Sr———施特劳哈尔数(无量纲);ρ———被测介质密度，kg/m3;QV———工况下的体积流量，m3/h;QG———工况下的质量流量，kg/h;K———涡街流量传感器仪表系数，N/m3。

仪表系数K是流过传感器单位体积流量所产生的脉冲个数n。

每台传感器的K值是经过计量检定装置检定后给出的值，并且是对传感器内所有几何尺寸和物理量进行系统检定。

K值大小随口径变化而变化，同口径K值较接近。

上海有恒测控UH-LUGB涡街流量计具有较宽的测量量程范围、精准度高、压损小，具有较高可靠性及长期稳定性。

机构简单全新外观设计包装，耐高温抗腐蚀性强。

安装维护安全方便，无可动部件、无机械磨损。

常用信号有脉冲或者模拟信号，抗干扰能力及信号强，是目前比较受欢迎的流量计之一。

涡街流量传感器特点1.量程范围涡街流量传感器量程在很小范围时，准确度可达0.5级或更高，量程范围增大，准确度下降。

用于气体计量，好的传感器在1.5级准确度时，量程比可达1∶20~1∶25，即流速为(3~75)m/s。

一般传感器量程比只有1∶8~1∶10。

2.重复性JJG198-1994《速度式流量计》检定规程规定，传感器每个流量点要检测3次，找出最大差值，取全量程所有检测点(一般有5~6个点)的最大差值为重复性，一般为0.2%或0.3%。

涡街流量计

气体测量上游段特殊情况前后直管段长度参考
上游段工艺管道情况调节阀不同平面的两个90度弯头同一平面的两个90度弯头球阀一个90度弯头或T字型接头同心渐扩管同心渐缩管加装整流器
结构
1、壳体 2、旋涡发生体 3、涡个数检测元器件 4、电信号处理
结构
漩涡频率的检测方法大致分为2种： 1、流速变化检测（热敏电阻） 2、压力变化检测（压电晶片）
间隙
压电晶片A 压电晶片B
阻尼塞
结构
密封垫片间隙
绝缘体漩涡发生体阻尼塞
A B C
上压电晶片上导电压块上压电晶片下导电压块下压电晶片上导电压块
漩涡横向推力方向
检测：感觉．
（１）轻微振动：
处理：① 外部机械消振措施．如用橡胶软接头，垫等消振．用支架固定管道．如图所示．
橡胶软接头
橡胶软垫
2. 转换放大器的输出方式是否搞错?
无论是*CD,*E输出方式搞错均会导致无流量有信号. 一般表现为要求输出电流信号而给的却是脉冲.这是因为脉冲输出方式静态电流约8mA左右.
缺点
1、怕振动。 2、流量下线死区较大。 3、易受外界电磁场干扰。
安装
1、前后直管段要求： ①液体：V≤10m/s
前≥10D , 后≥ 5D
②气体：前≥20D , 后≥ 1D
安装
2、避开振荡源。 3、远离大功率用电设备。 4、保证密封垫片同心度。 5、尽量加装旁通。 6、留有必要的维修空间。
漩涡流量计常见故障的分析处理
涡街流量计知识
※涡街流量计原理
发展历史
河水流速 V
桥墩
漩涡
测量原理
※测量原理
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，如下图所示。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=SrU/d

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。

涡街流量计的工作原理

涡街流量计的工作原理在特定的流动条件下，一部分流体动能会转化为流体振动，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，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、气体和蒸汽。

涡街流量计的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（见图1），旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

根据卡曼涡街原理，有如下关系式：（1）（2）式中，m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比；D为表体通径；d为旋涡发生体迎面宽度；f 为旋涡的发生频率；U1为旋涡发生体两侧平均流速；S r为斯特劳哈尔数；U为被测介质流的平均速度。

图1 卡曼涡街管道内体积流量q v为：（3）（4）式中，K为流量计的仪表系数，单位为脉冲数/m3。

K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。

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2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。

由图2可见，在ReD=2×104～7×106的范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。

当测量气体流量时，涡街流量计的流量计算式为（5）式中，q Vn、q V分别为标准状态下（0℃或20℃，101.325kPa）和工况下的体积流量；P n、P分别为标准状态下和工况下的绝对压力；T n、T分别为标准状态下和工况下的热力学温度；Z n、Z分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线由式（4）可见，涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。

涡街流量计讲解课件

kPa表示。
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

涡街流量计工作原理图

涡街流量计工作原理图
涡街流量计是一种常用的流体测量仪表，它通过测量流体通过管道时产生的涡
旋来实现流量的测量。

涡街流量计的工作原理图如下所示：
1. 流体进入管道后，首先经过一个特殊设计的流体调节装置，使流体流经涡街
流量计时能够形成稳定的涡旋。

2. 当流体通过管道时，会在涡街流量计的测量部位产生一系列的涡旋，这些涡
旋的频率和流体的流速成正比。

3. 涡街流量计的传感器会检测到这些涡旋，并将其转换成相应的电信号。

4. 通过对这些电信号进行处理，涡街流量计可以准确地计算出流体的流量。

5. 最后，涡街流量计会将测得的流量数据显示在仪表盘上，并输出给控制系统
或记录设备。

涡街流量计的工作原理图清晰地展现了其测量流体流量的过程，通过测量涡旋
的频率和流速的关系来实现精确的流量测量。

这种测量方式简单可靠，适用于各种流体，广泛应用于化工、石油、制药等行业的流量测量领域。

总之，涡街流量计工作原理图展示了其通过测量流体产生的涡旋来实现流量测
量的原理，具有测量精度高、可靠性好等特点，是流量测量领域中常用的一种仪表。

涡街流量计工作原理

涡街产生原理：涡街流量计是利用流体力学中著名的卡门涡街原理,即在流动的流体中插入一个非流线型断面的柱体 ,流体流动受到影响 ,在一定的雷诺数范围内将在柱体下游,均要产生漩涡分离。

当这些漩涡排列成两排、且两例漩涡的间距与同列中两相邻漩涡的间距之比满足下式时,h/l= ,就能得到稳定的交替排列漩涡,这种稳定而规则地排列的涡列称为“卡门涡街”。

这个稳定的条件是冯•卡门对于理想涡街研究分析得到的,后来一般把错排稳定的涡街称作“卡门涡街”。

这就是卡门涡街流量计的名称由来,如图1所示图1 卡门涡街示意图理论和实验的研究都证明,漩涡分离频率,即单位时间内由柱体一侧分离的漩涡数目f 与流体速度V1成正比,与柱体迎流面的宽度d成反比,即:式中f—漩涡分离频率。

Sr—斯特劳哈尔数(无量纲)。

对于一定柱型在一定流量范围内是雷诺数的函数。

V1—漩涡发生体两侧的流速m/s。

d—漩涡发生体迎流宽度mm。

为了计算方便起见 ,可用管道内平均流速试验可以测定Sr数,其数值与柱体的断面形状、柱体流道的相对尺寸以及流动雷诺数有关。

大量的试验表明,对于许多经过适当选择的柱型,由于斯特劳哈尔数在很宽的雷诺数范围内可以看成是常数。

一旦柱体和流道的几何尺寸及其形状确定后,f便与平均速度V成为简单的正比关系,因而检测出漩涡的频率 ,便可以测得流速 ,并以此推知其流量。

这就是涡街流量计的基本原理。

当流体流动受到一个垂直于流动方向的非流线形柱体的阻碍时，柱体的下游两侧会发生明显的旋涡，成为卡门涡列，涡列的形成与流体雷诺数有关。

如图2，漩涡形成示意图，图3卡门涡街示意图。

图2：漩涡形成示意图图3：卡门涡街。

涡街流量计原理及应用PPT

故障现象有流量无信号
15
第四部分
故障排除原因分析 1.安装时密封垫片是否同心? 2.工艺管道是否符合要求? 3.选型是否有误？ 4.是否存在液气、液固或气固两相流？ 5.调节控制系统是否产生系统振荡? 6.发生体与壳之间的间隙中是否有细微固体颗粒或残夜结垢? 7.发生体上是否缠绕有纤维物? 8.转换放大器的输入通道是否损坏一路? 9.发生体的压电晶片是否损坏一片? 10.参数设置是否有误? 解决方法 1.若否，重新安装 2.直管必须保证.特别是气体时 3.工艺条件允许,加大流量,如果流量稳定了,则更换通径小一档的流量计. 4.只能测单相流. 5.重新审定PID算法或采取其他有效措施. 6.检查处理 7.检查处理 8.对比解决 9.综合判断 10.核对跟工矿相关的参数
3
第一部分
流量修正公式
根据卡门涡街原理，旋涡频率f与管内平均流速u有如下关系：
u1 u f St St d md
式中：u1——旋涡发生体两侧平均流速（m/s）；d ——旋涡发生体特征宽度； St——斯特劳哈尔数；m ——旋涡发生体两侧弓形面积和管道内横截面积之比瞬时体积流量与涡街频率的关系为：
故障现象流量指示不稳定
16
第四部分
故障排除
故障现象
测量误差大
原因分析
1.所有显示不稳定的情况均是造成误差大的因素 2.气体计量不带温压补偿,不讨论精度.? 3.未用流量计之前的经验数据值是否真实可靠? 4.参数设置是否有误? 5.配套的二次仪表参数设置是否正确?
解决方法
1.逐一排查 2.检查温度、压力补偿 3.经验参数要有科学依据 4.根据工矿再核对参数设置 5.检查二次表设置
故障现象无正常流量显示

涡街流量计原理及应用

涡街流量计原理及应用
涡街流量计
一工作原理
二应用场合
三选型注意事项
四使用与维护
涡街流量计工作示意图
涡街流量计工作原理
基于冯卡门效应 1、流体交替地在旋涡发生体两侧分离 2、产生旋涡后在旋涡发生体后端形成了一个交替的压力差 3、在一定流速范围内，交替的旋涡频率和流体的流速成线性关系
流量修正公式
应用现场
化工油气造纸
食品及饮料
水及污水处理
海事
海事制药
制药
钢铁
石化
第三部分选型注意事项
技术特点
•漩涡的体积流量与漩涡的速度和流体特性无关 •线性频率输出 •可测量液体，气体和蒸汽 •低压损 •安装成本低 •测量范围广 •无任何可动部件 •对脏的介质不敏感 •抗击热冲击和水锤
优先考虑的场合及注意事项
原因分析
解决方法
测量误差大
1.所有显示不稳定的情况均是造成误差 1.逐一排查
大的因素
2.检查温度、压力补偿
2.气体计量不带温压补偿,不讨论精度.? 3.经验参数要有科学依据
3.未用流量计之前的经验数据值是否真 4.根据工矿再核对参数设置
实可靠?
5.检查二次表设置
4.参数设置是否有误?
5.配套的二次仪表参数设置是否正确?
• 到单弯头（ 90°）的距离 > 20 DN • 到双弯头（2x90°）的距离 > 30 DN • 到三维双弯头（2x90°）的距离 > 40 DN
安装注意
液体的测量
蒸汽和气无正常流量显示
原因分析
1.是否有震动？ 2.是否是50Hz工频干扰? 3.转换放大器的输出方式是否搞错? 4.接线是否正确? 5.放大器是否损坏? 6.附近是否有大功率用电设备? 7.接线腔是否进水?

涡街流量计工作原理图

涡街流量计工作原理图涡街流量计是一种常用的流量测量仪器，它通过测量流体通过管道时引起的涡旋频率来计算流体的流量。

它主要由流量传感器、信号处理器和显示仪表等部分组成。

下面我们将详细介绍涡街流量计的工作原理图及其相关知识。

首先，我们来看一下涡街流量计的工作原理图。

涡街流量计的流量传感器是其核心部件，它通常由一个安装在管道中的涡街传感器和一个与之相连的信号发生器组成。

当流体通过管道时，涡街传感器会受到流体的冲击，从而产生一系列的涡旋。

这些涡旋会使得涡街传感器产生一系列的脉冲信号，信号发生器会将这些脉冲信号进行处理，最终输出一个与流体流量成正比的电信号。

其次，涡街流量计的信号处理器起到了至关重要的作用。

信号处理器会接收来自流量传感器的电信号，并对其进行放大、滤波和线性化处理，以确保输出的信号能够准确地反映流体的流量大小。

在信号处理器的作用下，我们可以得到一个稳定、准确的流量信号。

最后，涡街流量计的显示仪表用于显示和记录流体的流量信息。

显示仪表会接收来自信号处理器的电信号，并将其转换为我们能够直观理解的数字或图形显示。

通过显示仪表，我们可以清晰地了解流体的流量变化情况，方便我们进行实时监测和控制。

总的来说，涡街流量计是一种基于涡旋频率测量流体流量的仪器，它通过流量传感器、信号处理器和显示仪表等部分的协同工作，实现了对流体流量的准确测量和监测。

在工业生产和实验室等领域，涡街流量计都有着广泛的应用，为我们提供了重要的流量信息支持。

希望通过本文对涡街流量计的工作原理图及其相关知识的介绍，能够帮助大家更加深入地了解涡街流量计的工作原理和应用特点，为工程和实验工作提供更多的参考和指导。

涡街流量计工作原理

涡街流量计工作原理涡街流量计是由旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。

当流体流经旋涡发生体时，它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街。

斯特罗哈在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式：f = St ×V/d式中: f:涡街发生频率(Hz)V:旋涡发生体两侧的平均流速(m/s)St :斯特罗哈尔系数（一定雷诺数范围内为常数）d:旋涡发生体迎流面宽度（m）`图1工作原理示意图这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的流体升力，该升力作用在基于压电效应的检测探头上，便产生一系列交变电荷信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的脉冲信号。

三﹑涡街流量计特点与用途1.仪表特点◆无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护。

◆传感器输出为脉冲信号，其频率与被测流体的实际流量成线性，零点无漂移，性能十分稳定，结构形式多样，有管道式、插入式流量传感器形式。

◆精确度较高，通常液体的测量精度为±1.0%，气体的测量精度为1.5%。

◆测量量程范围宽，在雷诺数为2×104~7×106范围内，可达1:20。

◆压损小（约为孔板流量计的1/4~1/2），属于节能流量仪表。

◆安装方式灵活，根据现场工艺管道不同，可以水平、垂直和不同角度倾斜安装。

◆采用消扰电路和抗振动传感头，具有一定抗环境振动性能。

◆采用超低功耗微处理器技术，1节3.6V10AH锂电池可使用5年以上。

◆由软件对仪表系数非线性进行修正，提高测量精度。

◆压力损失小，量程范围宽。

◆采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年。

2. 用途：本仪表可广泛用于大、中、小型各种管道给排水、工业循环、污水处理，油类及化学试剂以及压缩空气、饱和及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量。

涡街流量计的基本结构

涡街流量计的基本结构在推导频率与流速关系式时，使用了涡街的稳定条件：间隔比h／，这说明旋涡产生的频率受到一定的旋涡空间构造影响，而旋涡的空间结构与旋涡发生体的形状有关．另外，在前面的讨论中，我们还应该注意到：①在上述推导过程中，均是在一维流动的条件下的．然而在圆管中的流动，是具有轴对称分布的三维流动．②在上流有管道存在的条件下，会有附加的流速分布畸变、旋流、波动等不稳定因素．上述两点都会对旋涡的稳定性与规律性产生重要的影响．所以，在涡街现象发现以后的很长时间内，一直未能用来进行测量流量，除了信号检测技术以外，上述两点也是重要的原因．为了克服上述因素带来的影响，必须对旋涡发生体形状有一定要求，使管内的旋涡发生体处流动尽量接近二维流动，以控制三维流动中旋涡发生体发出的旋涡相位，使涡线弯曲变得极小．由此可见，旋涡发生体形状对涡的发出有决定性的影响．1. 旋涡发生体形状的基本要求旋涡发生体的形状目前已有很多种式样，但它们必须具有一些相同的基本要求：①有钝的(即非流线型的)截面形状――这是产生旋涡的条件；②上下截面形状相同，并且左右对称――流动接近二维流动的条件；③边界层分离点是固定的——斯特罗哈数St恒定的条件．同时，旋涡发生体在管道中的安装位置必须严格对称．旋涡发生体上游必须具有10倍D 以上的直管，下游必须有5倍D的直管．2．旋涡发生体的基本结构旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等，以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。

(1)圆柱型旋涡发生体前面关于旋涡理论部分的内容就是以圆柱为例进行讨论的。

虽然这种型式使用较早，但严格地说，在高流速下它的斯特罗哈数St并不稳定．因此，人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式．图3－9 圆柱旋涡发生器图3－10 电容式三角柱旋涡发生体1－导压孔；2－空腔；3－隔墙；4－铂缘开导压孔的圆柱旋涡发生器如图3－9所示．由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果．当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制；在吹出一例，分离则被促进发生．这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数St相对稳定．（2）三角柱型旋涡发生体目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的，其形状一般由实验确定．它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡，而且它的边界层分离点是固定的，即其斯特罗哈数St相对恒定，大约为St＝0．16．这样，涡频与流速的关系为f＝0．16 u／d，其中d为三角柱的底边宽度．形状可见图3－10所示．。