一、概述：

　　渦街流量計(jì)：在流體中安放一個(gè)非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯(cuò)排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計(jì)。渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。

　　二、渦街流量表在蒸汽計(jì)量中的優(yōu)點(diǎn)：

　　1.結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長期運(yùn)行十分可靠。

　　2·安裝簡單，維護(hù)十分方便。不象差壓式流量計(jì)那樣再另裝導(dǎo)壓管和固定支架，即節(jié)省了安裝費(fèi)用，又減少了故障點(diǎn)，還不用采取保溫措施。

　　3.檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。（針對于內(nèi)藏式）

　　4.輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點(diǎn)漂移，高。也可根據(jù)需要使其輸出4-20MA信號。

　　5.測量范圍寬，量程比可達(dá)1:10,可達(dá)1:20.這一點(diǎn)對一些用汽很不平衡的用戶的蒸汽計(jì)量很有作用。

　　6.壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。（相對于差壓流量計(jì)）。

　　三、工作原理：

　　渦街流量計(jì)的測量原理飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，但從流量儀表發(fā)展?fàn)顩r來看，孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣；人們對它的研究也充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導(dǎo)壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1,對流量波動(dòng)較大易造成測量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計(jì)的壓力損失較小，量程范圍寬，對飽和蒸汽測量量程比可達(dá)30比1.因此，隨著渦街流量計(jì)測量技術(shù)的成熟，渦街流量計(jì)的使用越來越受到人們的青睞。

　　在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為U,旋渦發(fā)生體迎面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式

　　f=SrU1/d=SrU/md（1）

　　式中U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s;

　　Sr--斯特勞哈爾數(shù)；

　　m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

　　管道內(nèi)體積流量qv為

　　qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr（2）

　　K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1（3）

　　式中K--流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。

　　K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時(shí)，渦街流量表的流量計(jì)算式為

　　式中qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC,101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h;

　　Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa;

　　Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K;

　　Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

　　由上式可見，渦街流量表輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號應(yīng)同時(shí)監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計(jì)量還是有直接影響的。

　　四、儀表的選型：

　　儀表的正確選型是儀表正常使用的關(guān)鍵，實(shí)際應(yīng)用中，太多的故障是由于儀表的選型不合理造成的，詳細(xì)了解現(xiàn)場應(yīng)用的工況條件及介質(zhì)參數(shù)，選擇合適的壓力，溫度，防護(hù)，防爆等級及材質(zhì)，結(jié)構(gòu)方式，以保證儀表能運(yùn)行在狀態(tài)。對于蒸汽的計(jì)量選擇合適的渦街流量表，我認(rèn)為主要按以下步驟進(jìn)行：

　　1.首先了解所測量的工作介質(zhì)，是飽和蒸汽還是過熱蒸汽。

　　2.確定流量的使用范圍：流量和流量。

　　3.了解介質(zhì)的、常用、工作壓力和工作溫度；（對于飽和蒸汽，只需知道壓力或溫度即可）

　　4.查表得出工作狀態(tài)下的密度。

　　5.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，對于飽和蒸汽，我們可以從該表的說明書中的飽和蒸汽的流量范圍表中查找出接近的流量表。（過熱蒸汽可依據(jù)相應(yīng)的密度從飽和蒸汽流量表中查的）

　　6.根據(jù)現(xiàn)場的工作環(huán)境選擇是使用一體式的還是分離式的。（例如介質(zhì)溫度較高）

　　五、局限性分析：

　　1.對直管段的要求較高，一般起碼要求前直管段在15D左右，后直管段在5D左右。

　　2.蒸汽的水擊容易造成探頭及旋渦發(fā)生體的損傷。

　　3.不適合安裝在管線振動(dòng)較大或干擾較強(qiáng)的地方。

　　4.所測介質(zhì)溫度不能過高，不能高于400度。

　　5.現(xiàn)在大管徑的流量表穩(wěn)定性欠佳（大于DN250MM）

　　六、安裝：

　　1.渦街流量表屬于對管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動(dòng)脈動(dòng)等敏感的流量計(jì)，因此，對現(xiàn)場管道安裝條件應(yīng)充分重視，遵照生產(chǎn)廠使用說明書的要求執(zhí)行。

　　2.減小振動(dòng)對渦街流量表的影響應(yīng)該作為渦街流量表現(xiàn)場安裝的一個(gè)突出問題來關(guān)注。首先在選擇傳感器安裝場所時(shí)盡量注意避開振動(dòng)源。其次采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮。第三，加裝管道支撐物是有效的減振方法，

　　3.在渦街流量表上游2-10D處取測壓點(diǎn)，在流量計(jì)下游5-10D處取測溫點(diǎn)，測溫元件應(yīng)探入管道內(nèi)部且迎向流體方向。

　　4.儀表在管道上安裝時(shí)必須遵循下面的規(guī)則：

　?。?）。管道內(nèi)徑盡量與傳感器通徑一致。

　　（2）。電焊焊接法蘭時(shí)，不應(yīng)帶表焊接。

　?。?）。安裝時(shí)注意傳感器流向標(biāo)志指向介質(zhì)的流動(dòng)方向。

　　總之，經(jīng)過幾年的使用，我們發(fā)現(xiàn)渦街流量計(jì)非常適合外供熱用戶的蒸汽計(jì)量，同時(shí)也得到了廣大用戶的肯定，但是，現(xiàn)在的我們國產(chǎn)的渦街流量表還不夠規(guī)范，還不夠標(biāo)準(zhǔn)，我們期待，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，國產(chǎn)渦街流量表能夠越來越規(guī)范，測量越來越高，更加方便我們用戶的使用。