第一节涡街流量计的发展概况在自然界中，存在许多流体振动现象。例如旗帜在风中飘扬;野外架空电线在风中发出的嗡嗡声响;小溪流使水中的水草、禾苗
、小树干频频摆动等，都是流体振动现象的具体表现。在流体振动(hydrodynamicocillation)现象中，流体振动频率与
流速之间存在着对应关系。应用这种原理测量流量的仪表主要包括旋涡分离流量计(VortexSheddingFlowmeter)常
称涡街流量计;旋涡进动流量计(VortexPrecessingFlowmeter)常称旋进旋涡流量计;射流流量计(Fluidic
Flowmeter)。自20世纪60年代中期开始，美、欧各国和日本的科学家先后以不同的方式投人流体振动流量计的研究。到60年代
末和70年代初，先后出现了以上三种流量计。因制造、应用和推广方面的原因，三种流量计的发展情况有所不同。涡街流量计的特点发挥得比较充
分，被用户接受较早，发展最迅速。其他两种仪表发展相对缓慢些，但这几年也逐步在推广。本书将以涡街流量计为主题，对涡街流量计进行系统的
介绍。世界上最早研究涡街现象的人是匈牙利物理学家斯特劳哈尔(Strouhal)。1878年，在他指导的实验中发现:在风的作用下
，一根细弦丝发声的音调与风速成正比，而与弦丝的直径成反比。1912年，德国物理学家冯.卡曼(Von.Karman)在进行了大量实
验观察的基础上，研究了涡街的稳定性，并发表了关于无限大均匀流场中涡街稳定条件的著名论文。从数学上证明了圆柱体下游形成涡街的稳定条件
。卡曼的这一结论为涡街流量计的发展与应用奠定了理论基础。到20世纪50年代，美国科学家罗什科(Roshko)提出了应用卡曼涡街测
量风速的可能性，并进行了有关试验。1960年，在日本志波号船上，进行了应用卡曼涡街原理测量船速的试验。20世纪60年代中期。在
这期间，日本、美国和前苏联等国家的科学家相继开展了涡街流量计的研究和开发。70年代各国仪表公司推出的涡街流量计新产品大致有：(美
)西屋公司(WestingHouse)应用超声检测技术推出超声式涡街流量计;(日)北辰电机厂应用应变检测技术开发成功应变式涡街
流量计;(美)伊斯特克公司(Eastech)推出第二种涡街流量计，即应用磁电检测技术的振动体式涡街流量计问世;(英)肯特(Ken
t)公司采用电容检测技术和矩型发生体，向用户提供了电容式涡街流量计;(美)Foxboro公司采用压电检测技术和用T形发生体，把用压
电元件加膜片作为检测元件的涡街流量计推向市场;(日)横河经过近10年潜心研制，用压电检测技术和梯型发生体，继热丝式涡街流量计后，推
出该公司的第二种涡街流量计--------压力式涡街流量计。在我国，涡街流量计的发展也另人瞩目。70年代初期，重庆工业自动化仪表
研究所、北京公用事业研究所率先投人涡街流量计的研究开发。后来银河仪表厂、开封仪表厂也参与了这方面工作。70年代中期，天津市工业自动
化仪表研究所、冶金部自动化研究所等也相继投了涡街流量计的研究开发工作。至1980年，国内先后开发成功热敏式(包括热丝检测法和热敏电
阻检测法)、超声式涡街流量计。两年后，又相继推出了应力式涡街流量计，随后应变式和振动体式涡街流量计接踵而来。整个80年代，是我国
涡街流量计发展势头旺盛的时期，应力式涡街流量计成为热点，据1987年一一次会议上统计，全国从事涡街流量计开发、生产的企业已有20余
家。据有关专家提供的信息，到2004年初，我国涡街流量计的开发、生产出现了新局面，生产企业已超过200家。目前在开发、制造、应用
的各个环节共有的努力下，涡街流量计已成为流量仪表中重要的成员，并且得到了广泛的应用。第二节与涡街流量计有关的概念和术语▲
流量就是单位时间内流经某一截面的流体数量。流量可用体积流量和质量流量来表示。其单位分别用m3/h、L/h和kg/h等。▲流量计
是指测量流体流量的仪表，它能指示和记录某瞬时流体的流量值；▲最大流量——对应于流量范围上限值的流量，能按规定精度进行测量的被测
流量的最大值。▲最小流量——对应于流量范围下限值的流量能按规定精度进行测量的被测流量的最低值▲量程——流量范围上限值
和流量下限值的代数差▲流体的密度即单位体积流体所具有的质量。ρ=m/v公式中：ρ---流体的密度，kg/m3m----流量的质
量，kgv----流体的体积m3在工业测量中，有时还用比容这个物理量，他是密度的倒数，其单位为m3/kg▲速度式流量计以直接
测量封闭管道中满管流的流体流动速度来获得流量参数的流量计为速度式流量计，包括涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计、超
声波流量计、分流旋翼式流量计、激光多谱勒流量计、插入式流量计等。▲旋涡检测元件在涡街流量计中，以各种检测技术为基本原理，用以检测
卡曼涡街信号的检测元件称为旋涡检测元件。▲斯特劳哈尔数是一个无量纲参数，与被测量的旋涡频率和流速及发声体的特征尺寸有关。Sr=f
d/U公式中：f---旋涡分离频率；d---发生体特征宽度；U---流速在实际应用中，以k系数作为有效数来代替斯特劳哈尔数。
▲压力损失仪表的上游压力和下游压力实测值之差。▲精确度被测量物的测量结果与(约定)真值间的一致程度。好的精确度意味着小的随机误差和
系统误差。▲仪表系数以单位体积的脉冲数表示的系数。它是以脉冲数表示的仪表输出对某个测量周期中所通过流体总体积之比。即K=N/
V公式中K-仪表系数，m-3;N-脉冲数;V--流体体积，m3。第三节工作原理、结构和特点工作原理：当流体流经漩涡发生体时产
生不规则的漩涡，通过测量探头检测漩涡的个数产生一定的频率，再通过检测线路板对频率整形、放大、转换成标准信号。f=SrU1/d公式中
：f----旋涡频率，HZ;Sr----斯特劳哈尔数；U1----发生体两侧的平均流速，m/S;d-----发生体迎流面的宽
度，m在工程应用涡街流量计测量流量时，常用公式为qv=3600f/KK系数与一下因素有关；1、与发生体、测量管的几何尺寸：2、斯特
劳哈尔数构成：漩涡发生体、测量探头和测量线路板。按柱型分：有圆柱、三角柱、梯形柱、矩形柱、T形柱发生体等；按结构分；有单发生体和双
发生体（多）发生体两类。涡街流量计的特点涡街流量计仪表具有量程宽、精度高、压力损失小、介质通用性好、有与流量成比例的脉冲信号输出、
便于与计算机联用等优点。涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。测量气体时精度：1级、1.5级测量液体时精度：0.75
级、1级根据流量选型；安装要求与使用场合A、流量计上游侧和下游侧应尽可能留有较长的直管段。弯管：在流量计上游应保证10D的直管段长
度，下游应保证5D直管段长度缩、扩径管：流量计上游应保证10D的直管段长度，下游应保证5D的直管段长度，流量计上游有全开阀门时，直
管长度应保证20D：有半开阀门时，直管长度应保证40D其他：测压点应取在流量计下游2D-7D间（D：测量管内径）（上游1D-2D）
测温点应取在流量计下游5D-7DB、流量计应安装于管内任何时候均充满介质的地方，一般应垂直、同心、无应力安装。C、应安装于远离一
切磁源和机械振动的地D、表体安装方向和流体方向保持一致。E、一般测量较清洁的气体和液体。如：水、蒸汽以及其他有机气体、液体常见故障
及处理方法①管道内有流体流动，但无信号输出a.检查仪表接线是否正确，有无短线b.检查仪表安装方向是否正确c.检查流量是否低于正常的
流量范围d.检查供电电压。e.检查测量探头有无频率输出f.检查测量线路板有无故障或设置是否正确。②无流体流动，但有信号输出a.检查
仪表接地，是否是接地不良引入干扰。b.检查管道是否有强烈的机械振动c.检查环境是否有强电磁干扰，如有大功率电器或变频器等强电设备d
.检查灵敏度是否过高。e.检查测量探头有无故障。③管道内流体的流量稳定且符合流量要求，但输出变化太大，不稳定a.可能是接地不良引入干扰b.可能是管道振动过强引入干扰c.检查测量探头有无故障④显示流量与实际流量不符，不稳定a.可能是仪表参数设置不正确b.可能是温度压力仪表测量误差过大c.可能是流量低于或高于正常的流量范围d.可能是安装不符合要求，如安装不同心，管道内有障碍物，直管段不足等情况涡街流量计检定记录 |
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