氣體渦街流量計的介紹
一、氣體渦街流量計
渦街流量計（又稱旋渦流量計）是根據“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩式流量測
量儀表。所謂“卡門渦街”現象是這樣的：在流動的流體中插入一根（或多根）迎流面為非流
線型柱狀物時，流體在柱狀物兩側交替地分離釋放出兩列規則的旋渦。早在19世紀物理學
家斯特勞哈爾和馮·卡門就對渦街現象進行了卓有成效的研究。他們的研究成果表明：旋渦
分離頻率與介質流速、旋渦發生體的幾何形狀以及尺寸有著內在的聯系，這就是旋渦分離頻
率與流速成正比與柱體寬度成反比。
卡門渦街原理啟發人們應用此原理開發測定流速和流量的儀表。上世紀70年代日本橫
河電機株式會社及美國伊斯特公司分別研制出世界上第一臺渦街流量計。
由于這種流量儀表具有準確度高、結構簡單、安裝方便、可靠性好、輸出與流量測量值
成正比的脈沖頻率信號、．無零點漂移、便于進行流量累積計量、壓力損失小（與節流式流量
計相比）等一系列優點，一經出現就受到了廣泛的應用和發展。盡管其歷史較短但發展卻很
快，短短幾十年已經成為主流流量測量儀表之一，廣泛應用于各種氣體、蒸汽及液體介質流
量的測量。
二、工作原理及結構
（一）工作原理
正如前面所述，在流動的流體中插入一個流線型的柱狀物體時，從柱狀物體兩
側會產生兩列交替產生的旋渦。這個現象稱為“卡門渦街”現象，如圖2 -1所示。
研究表明旋渦分離的頻率與介質流速成正比，與柱體的寬度成反比，可用下式表示
一Sr×u／d (2 -1)
速度式氣體流量計
式中：f-旋渦分離的頻率；
Sr-系數（斯特勞哈爾數）；
口——流體流速；
d-柱體迎流面寬度。
由上式可見，通過測量旋渦頻率便可測出流體流速和瞬時流量。
斯特勞哈爾數(Sr)是通過試驗確定的無Sr
因次數。圖2-2中表示出了斯特勞哈爾數
(Sr)與雷諾數(Re)的關系。曲線的平直部分o．20
對應渦街流量計正常測量流量的范圍。只要檢o．15
測出頻率廠即可求得管內流體的流速，由流o．10
速可求出介質的體積流量。
渦街流量計一段時間內輸出的脈沖數與流
過流體的體積量之比，稱為儀表的流量系數
（簡稱儀表系數），用K來表示
K - N/Q
式中：K-儀表系數，(n13)_1；
N-體積總量對應的脈沖個數；
Q-體積總量，ml3。
渦街流量計瞬時流量（流率），也可以用來測量累積流量（總量）。當用
來測量瞬時流量時其測量值可用下式表示
(2 -3)
q=，×3 600/K
式中：q-體積流量值，m3／h；
，——渦街流量計輸出信號頻率，Hz。
當用來測量累積流量（總量）時其測量值可用下式表示
Q—N/K (2-4)
氣體流量一般按標準狀態進行計量，當用渦街流量計測量氣體流量需要將其流量測量值
用標準狀態流量表示時，其測量值可用下式表示
qN一f×3 600/K×p/pN×TN／T×ZN/Z (2-5)
式中：qN-氣體標準狀態體積流量，IT13/11；
p——氣體工作狀態壓力（絕壓），MPa;
pN-標準狀態壓力（絕壓），MPa;
T-氣體工作狀態溫度（熱力學溫度），K;
TN -標準狀態溫度（熱力學溫度），K;
Z-氣體工作狀態壓縮系數；
zn—氣體標準狀態壓縮系數。
蒸汽流量一般按質量流量進行計量，當用渦街流量計測量蒸汽流量或其他介質流量需要
按質量流量表示時其測量值可用下式表示：
‘ (2 -6)
qm=f×3 600/K×l
式中:qm——質量流量，kg/h；
f-一渦街流量計輸出信號頻率，Hz;
P-工作狀態下介質密度，kg/m3