浅谈涡街流量计是常用流量仪表之一
作者：江苏宏仪自动化仪表有限公司 日期：2020-04-20
涡街流量计是生产中测量流量的重要工具之一。文章简述了涡街流量计的测量原理、基本结构，
详细分析了影响涡街流量计测量准确度的选型、安装、温度压力补偿、旋涡发生体迎流面堆积、配管内径
与流量计内径不一致等因素，并提出了解决影响测量精度的具体方案。
涡街流量计是二十世纪70年代发展起来的一种新型流量仪表，由于频率信号不受流体组分、密度、压力、
温度的影响，量程宽，精度较高，结构简单，安装维护方便，应用范围广等优点，受到国内外广大用户欢迎，
发展较快，应用不断扩大，在许多领域已替代了差压式流量计和其它流量仪表[1]。
1 涡街流量计测量计原理
把一个非
流线型阻流体（BluffBody）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，如图1所示。
图1 涡街形成的原理图
根据卡门的研究，这些旋列多数是不稳定的，只有形成相互交替的内旋的两排旋涡，
且涡列宽度d和同列相邻的两旋涡的间距l之比满足一
个常数时，这样的涡列才是稳定的。（对于圆柱形旋涡发生体这个比例为0.281）[2]。
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：
（1）式中：u1-旋涡发生体两侧平均流速（m/s）；d-旋涡发生体特征度；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。
由此可得瞬时体积流量与涡街频率的关系为：
（2）从上式可以得到仪表系数K为：
（3）式中：qv-通过流量计的体积流量（L/s）；f-流量计输出的信号频率；k-涡街流量计 的仪表系数（1/L）。
由上式可以看出，在St为常数时，仪表系数k仅与旋涡发生体的几何参数有关，而与流体物性和组分无关。
因此，涡街流量计 既可以测量液体，也可以测量气体[3]。用水标定的涡街流量计 可以用来测气体。
图2 St数与雷诺数的关系
图2为斯特劳哈尔数与雷诺数的关系。从上图可以看出管道内流体的雷诺数若小于5×103时，测量将无法进行，
因此选型时要注意涡街流量计 的最小流量的限制[4-5]。随着科学技术的发展，目前也有一些厂家的
涡街流量计 可对不同雷诺数段的St值进行分段补偿 。
