氣體渦街流量計的計算公式及儀表結構

渦街流量計是基于卡曼渦街原理進行測量，在均勻流體中，垂直設置阻流體，在一定流速范圍內，從阻流體兩側交替地釋放方向相反的旋渦，這種不對稱漩渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。

圖1

在旋渦發生體下游形成交替有規律的旋渦列。設旋渦的發生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V,旋渦發生體迎流面寬度為d,根據卡曼渦街原理，有如下關系式:

f=StV/d       公式(1)

式中:f-發生體一側產生的卡門旋渦頻率HZ

      St-斯特勞哈爾數(無量綱數)

      V-流體的平均流速(m/s)

     d-旋渦發生體的寬度(m)

由此可見，通過測量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(St)是無因次未知數,圖2表示斯特勞哈爾數(St)與雷諾數(Re)的關系。

圖2

在曲線表中St=0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比，稱為儀表常數(K)， 見式(2)

K=3600f/Q (1/m' )         公式(2)

式中: K=儀表常數(m")。

        f=脈沖個數

        Q=體積流量(m2 )

儀表結構

渦街流量計在化工行業應用比較廣泛，主流的渦街流量計由殼體、傳感器和轉換器三部分組成。傳感器包括漩渦發生體(阻流體)、檢測元件和儀表表體等，轉換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護罩等。根據卡曼渦街工作原理，通過漩渦發生體產生漩渦，傳感器測量漩渦頻率，主要采用壓力傳感器進行測量，通過檢測信號，再通過放大器，信號顯示并遠程傳輸至DCS系統，就可以計算出流體的流速及流量，整個測量過程可靠程度高。