分离型涡街流量传感器工作原理

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V，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式:

f=StV/d 公式（1）
式中：
f－发生体一侧产生的卡门旋涡频率 
　　 St－斯特罗哈尔数（无量纲数）
　　 V－流体的平均流速
　　 d－旋涡发生体的宽度
由此可见，通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数（St）是无因次未知数，
图（二）表示斯特罗哈尔数（St）与雷诺数（Re）的关系。

图（二）

在曲线表中St＝0.17的平直部分，漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速，由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比，称为仪表常数（K），见式（2）
K＝N/Q（1/m3） 公式（2） 
式中：K＝仪表常数（1/m3）。
N＝脉冲个数 
Q＝体积流量（m3）
 

三. 主要技术指标

第二部分: 仪表口径的确定和安装设计

（1）被测介质的名称、组份
（2）工作状态的zui小、常用、zui大流量
（3）介质的zui低、常用、zui高压力和温度
（4）工作状态下介质的粘度
2． 涡街流量仪表测量的是介质的工作状态体积流量，因此应先根据工艺参数求出介质的工作状态体积流量,相关公式如下：
（1）已知气体标准状态体积流量，可通过以下公
式求出工况体积流量

公式（3）
（2）已知气体标准状态密度ρ，可通过以下公
式求出工况密度

公式（4）

（3）已知质量流量Qm换算为体积流量Qv
Qv=Qm*103/ρ 公式（5）
式中：
Qv： 介质在工况状态下的体积流量（m3/h）
Qo： 介质在标准状态下的体积流量（Nm3/h）
Qm：质量流量 （t/h）
ρ： 介质在工况状态下的密度（kg/m3）
ρo： 介质在标准状态下的密度（kg/m3），常用气体介质的标准状态密度，见表（三）
P： 工况状态表压（MPa）
 

t： 工况状态温度（℃）
3．仪表下限流量的确定。涡街流量仪表的上限适用流量一般可不计算，涡街流量仪表口径的选择主要是对流量下限的计算。下限流量的计算应该满足两个条件：zui小雷诺数不应低于界限雷诺数（Re=2×104）；对于应力式涡街流量仪表在下限流量时产生的旋涡强度应大于传感器旋涡强度的允许值（旋涡强度与升力ρv2 成比例关系）。这些条件可表示如下：
由密度决定的工况可测下限流量：

5．当用户测量的介质为蒸汽时，常采用的计量单位是质量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）在不同温度和压力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范围的确定可由公式（8）进行计算得出

6．计算压力损失，检测压力损失对工艺管线是否有影响，公式（单位：Pa）：
Δp= CdρV2/2 公式（9）
式中： 
Δp:压力损失（Pa） Cd：压力损失系数
由运动粘度决定的线性下限流量：
Qυ=Q0×υ/υ0 公式（7）
式中：
Qρ：满足旋涡强度要求的zui小体积流量（m3/h）
ρ0:参比条件下介质的密度 
Qυ:满足zui小雷诺数要求的zui小线性体积流量（m3/h） 
ρ:被测介质工况密度（kg/m3）
Q0: 参比条件下仪表的zui小体积流量
（m3/h） 
υ:工作状态下介质的运动粘度（m2/s）
υo:参比条件下介质的运动粘度（m2/s）
通过公式（6）、（7）计算出Qρ和Qν。比较Qρ和Qν，确定流量仪表可测下限流量和线性下限流量：
Qυ≥Qρ：可测流量范围为Qρ～Qmax , 线性流量范围为Qυ～Qmax
Qυ<Qρ：可测流量范围和线性流量范围为
Qρ～Qmax 
Qmax：涡街流量仪表的上限体积流量（m3/h）
4．仪表上限流量以表（二）中的上限流量为准.气体的上限流速应该小于70m/s,液体的上限流速应该小于7m/s
ρ：工况介质密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）
7．被测介质为液体时,为防止气化和气蚀,应使管道压力符合以下要求: 
p≥2.7Δp+1.3p0 公式（10）
式中： 
Δp: 压力损失（Pa）
p0：工作温度下液体的饱和蒸汽压（Pa绝压）
Po:流体的蒸汽压力 （Pa绝压）
8．涡街流量计不适合测量高粘度液体。当计算出的可测流量下限不满足设计工艺要求时，应该考虑选用其它类型流量计。
9．通过计算如果有两种口径都可满足要求，为了提高测量效果、降低造价，应选用口径较小的表。应该注意的是，尽可能使常用量处在流量范围上限的1/2～2/3