涡街流量计
涡街流量计主要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。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20～+250的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。
原理
在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
参数及要求
测量介质：气体、液体、蒸气
口径规格法兰卡装式口径选择25,32,50,80,100
法兰连接式口径选择100,150,200
流量测量范围正常测量流速范围雷诺数1.5×104～4×106；气体5～50m/s;液体0.5～7m/s
正常测量流量范围液体、气体流量测量范围见表2；蒸气流量范围见表3
测量精度1.0级1.5级
被测介质温度:常温–25～100
高温–25～150-25℃～250
输出信号脉冲电压输出信号高电平8～10V低电平0.7～1.3V
脉冲占空比约50%,传输距离为100m
脉冲电流远传信号4～20mA,传输距离为1000m
仪表使用环境温度:-25～+55湿度:5～90%RH50
材质不锈钢,铝合金
电源DC24V或锂电池3.6V
防爆等级本安型iaIIbT3-T6
防护等级IP65涡街流量计的测量原理
饱和蒸汽流量测量在80年代人们普遍采用标准孔板流量计，但从流量仪表发展状况来看，孔板流量计尽管其历史悠久、应用范围广；人们对它的研究也最充分，试验数据最完善，但用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量，它仍存在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使用越来越受到人们的青睐。
涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：
f＝Stv／d
式中:f为旋涡的释放频率，Hz；v为流过旋涡发生体的流体平均速度，m/s；d为旋涡发生体特征宽度，m；St为斯特罗哈数，无量纲，它的数值范围为0.14－0.27。St是雷诺数的函数，St=f（l/Re）。
当雷诺数Re在102~105范围内，St值约为0.2，因此，在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在102~105，旋涡频率f＝0.2v/d。
由此可知，通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。
当旋涡在发生体两侧产生时，利用压电传感器测出与流体流向垂直的交变升力变化，将升力的变化转换为电的频率信号，再将频率信号进行放大和整形，输出到二次仪表，进行累积、显示。涡街流量计的应用
1、涡用流量计的选择
（1）涡街流量变送器的选择
我公司在饱和蒸汽测量中采用合肥仪表总厂生产的VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。
（2）压力补偿压力变送器的选择
由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于我公司管道饱和蒸汽压力在0.3－0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。
（3）显示仪表选择
显示仪表智能流量显示仪，具有温压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。
2、涡街流量计的多数设定
（1）仪表系统的设定，合肥仪表总厂需设定的仪表
系数K可用下式表示：
K=1000/K0
式中：K0为涡街发生体在出厂时标定的仪表常数，L/脉冲；k的单位为脉冲数/m3。
（2）压力补偿压力变送器的量程设定。
（3）压力、流量报警上限设定。
3、涡街流量计的安装
（1）涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方，振动存在的地方必须采用减振装置，减少管道受振动的影响。
（2）直管段的配置，前后直管段要满足涡街流量计的要求，所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。
4、涡街流量计使用注意事项
尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时，不宜采用涡街流量计。
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＝0．16u／d，其中d为三角柱的底边宽度．形状可见图3－10所示．
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