气体涡街流量计的计算公式及仪表结构

涡街流量计是基于卡曼涡街原理进行测量，在均匀流体中，垂直设置阻流体，在一定流速范围内，从阻流体两侧交替地释放方向相反的旋涡，这种不对称漩涡称为卡曼涡街，如图1所示。

图1

在旋涡发生体下游形成交替有规律的旋涡列。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,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HZ

      St-斯特劳哈尔数(无量纲数)

      V-流体的平均流速(m/s)

     d-旋涡发生体的宽度(m)

由此可见，通过测量卡曼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2表示斯特劳哈尔数(St)与雷诺数(Re)的关系。

图2

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=3600f/Q (1/m' )         公式(2)

式中: K=仪表常数(m")。

        f=脉冲个数

        Q=体积流量(m2 )

仪表结构

涡街流量计在化工行业应用比较广泛，主流的涡街流量计由壳体、传感器和转换器三部分组成。传感器包括漩涡发生体(阻流体)、检测元件和仪表表体等，转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。根据卡曼涡街工作原理，通过漩涡发生体产生漩涡，传感器测量漩涡频率，主要采用压力传感器进行测量，通过检测信号，再通过放大器，信号显示并远程传输至DCS系统，就可以计算出流体的流速及流量，整个测量过程可靠程度高。