一、工作原理
涡街流量计在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街，如图(一)所示。
图(一)
旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。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，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式:
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕
式中：
f－发生体一侧产生的卡门旋涡频率
St－斯特罗哈尔数
V－流体的平均流速
d－柱体流面宽度
D-管道内径
在漩涡发生体中装入电容检测探头或压电检测探头及相应匹配电路，即可构成电容检测式涡街流量/传感器或压电检测式涡街流量传感器。
图（二）
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。
Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中：K＝仪表常数（1/m³）。
M=质量流量
Q＝体积流量（m³/h）
ρ=介质密度（kg/m³）
F=频率Hz
二、涡街流量计 主要技术指标
表(一)
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测量介质 |
液体、气体、蒸汽（单相介质或可以认为是单相的介质） |
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饱和蒸汽在干度≥85%时，可以认为是单相介质 |
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介质温度(℃) |
-40～+250； 250～450（电容式，协议订货） |
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介质压力 |
1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa ≥4.0Mpa的规格协议订货 |
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允许振动加速度 |
电容式传感器:1.0～2.0g 压电式传感器：≤0.2g |
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不确定度 |
1.0级 1.5级 2.5级 |
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量程比 |
8:1 10:1 15:1 |
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流量范围 |
液体：0.35~7.0m/s 气体：2.0~60.0m/s 蒸汽：6.0~70.0m/s |
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规 格 |
满管式 |
法兰卡装式规格为DN15-DN300 |
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插入式 |
DN200-DN1500（超过DN1500可特殊订货） |
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材 质 |
304，其他材质协议订货 |
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雷 诺 数 |
正常2×10³~7*10 扩展1*10~7*10 |
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阻力系数 |
满管式Cd≤2.6 |
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防护等级 |
普通型：IP65 潜水型：IP68 |
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防爆等级 |
本质安全型：EX（ia）ⅡCT2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5 |
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环境条件 |
环境温度 |
-40℃~+55℃（非防爆场所） -25℃~+55℃（防爆场所） |
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相对湿度 |
≤90% |
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大气压力 |
86~106kPa |
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供电电源 |
脉冲型12VDC～ +24VDC 电流型 12VDC～+24VDC 4-20mA 电池供电3.6V |
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输出信号 |
频率脉冲信号2~3000Hz 低电平≤1V 高电平≥5V |
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二线制4-20mA信号 防爆型负载≤300Ω 非防爆型负载≤500Ω |
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- 传感器的选型
3.1．尊敬的用户，当您要选用产品时，请仔细阅读选型样本，并做好以下工作：
1．认真核对被测介质的工况条件：温度、压力、管径等工艺参数。
2．认真核对被测介质的使用流量范围，特别是最小流量值以最终确定使用仪表的口径及配管参数。
3．确定仪表的安装地点，保证直管段，并为仪表的安装维护创造好的环境条件。
3.2.选型要点与提示
为使流量计能在良好的性能下工作，选择流量型号和规格时应注意一下几点：
- 流量计的选型尽可能不要使用流量工作在下限极限值，故流量计的口径应尽可能小，以获得更大的流速和流量范围。
- 流量计应使用在介质工作压力和温度范围的技术参数内。不要刻意选用高压力等级和超高温度的仪表，应根据实际工作压力和温度选用仪表，后者价格要高些。
- 在爆炸危险场所，应选用防爆型流量计。
- 涡街流量计的下限流量取决于介质的工况密度和运动粘度，其上限流量一般不受介质压力和温度的影响，因此确定流量范围只要确定实际可用的下限流量即可。计算出下限流量后，查流量范围表即可确定相应口径。
3.3.流量范围的选择
3.6.最小管道压力计算
在测量液体（特别是高温液体）时，当管道内压力小、流速大时，往往会出现气穴现象，因而影响正确的流量测量，避免产生气穴现象最小管道压力由以下公式计算：
Ρ≥ΔΡ+1.3Ρo (4.3式)
式中：Ρ：最小管道压力（MPa）
ΔΡ：压力损失（MPa）
Ρo：该液体工作温度对应的饱和蒸汽压力（MPa）
涡街流量传感器工况流量范围参考表
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仪表口径 (mm) |
液体 |
气体 |
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测量范围 (m3/h) |
输出频率范围 (Hz) |
测量范围 (m3/h) |
输出频率范围 (Hz) |
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|
15 |
0.8-6 |
118-590 |
4-28 |
400-2700 |
|
20 |
1.3-10 |
56-374 |
6-40 |
224-1500 |
|
25 |
2-16 |
41-330
|
8-50 |
185-1030 |
|
32 |
2-20 |
16-240 |
20-150 |
175-2000 |
|
40 |
2.5-25 |
12-120 |
25-180 |
120-870 |
|
50
|
3.5-40 |
9-105 |
35-300 |
92-735 |
|
65 |
7.5-70 |
9-83 |
50-500 |
59-588 |
|
80 |
12-130 |
7-80 |
80-800 |
50-493 |
|
100 |
18-160 |
6-49 |
120-1200 |
36-370 |
|
125 |
25-250 |
4-40 |
180-1800 |
30-300 |
|
150 |
50-400 |
4-38 |
320-2800 |
31-270 |
|
200 |
70-700 |
3-30 |
560-6000 |
22-240 |
|
250 |
120-1200 |
2.5-25 |
890-8000 |
18-170 |
|
300 |
200-2000 |
2.4-24 |
1360-12000 |
17-150 |
|
(300) |
200-1800 |
11-98
|
1560-15000 |
83-830 |
|
(400) |
350-3000 |
11-92 |
2750-27000 |
83-836 |
|
(500) |
500-4000 |
10-79 |
4300-43000 |
84-834 |
|
(600) |
700-5600 |
9.5-76 |
6200-61000 |
83-830 |
|
(800) |
900-7200 |
7-55 |
11000-110000 |
83-829 |
|
(1000) |
1300-12000 |
6.3-56 |
17000-170000 |
83-820 |
|
>(1000) |
协议 |
|
协议 |
|
注：表中(300)～(1000)口径为插入式
四、仪表的安装
仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节，若安装不当，轻则影响仪表的使用精度，重则会影响仪表的使用寿命，甚至会损坏仪表。
- 安装环境要求：
- 尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
- 避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装，须有隔热通风措施。
- 避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装，须有通风措施。
- 涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装，须在其上下游2D处加设管道紧固装置，并加防振垫，加强抗振效果。
- 仪表最好安装在室内，安装在室外应注意防水，特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形，避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
- 仪表安装点周围应该留有较充裕的空间，以便安装接线和定期维护。