渦街流量計也叫旋渦流量計、流體振動流量計，它是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型流量儀表。創(chuàng)立初期認(rèn)為：它能像節(jié)流孔板一樣，只要按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和按標(biāo)準(zhǔn)加工成敘述的形狀，并按規(guī)定安裝后，則不作檢定也能在不確定度的范圍進行流量測量。經(jīng)過數(shù)年的實踐和探討，在大慶油田設(shè)計院舉行的中國計量測試學(xué)會流量計專業(yè)委員會學(xué)術(shù)研討會上，此論點得到與會代表的一致否認(rèn)。

旋渦流量計又稱卡門渦街流量計，按工作原理可分為自然振蕩型和強迫振蕩型，前者稱為渦街流量計，后者稱為旋進旋渦流量計。流體振動流量計包括渦街流量計、旋渦進動流量計、射流流量計等?，F(xiàn)在使用最多的就是渦街流量計。

渦街流量計按頻率檢測方式可分為應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲波式等。渦街流量計是屬于最年輕的一類流量計，由于其無可動件，可靠性高；結(jié)構(gòu)簡單牢固，安裝方便，維護費用低；可適用于液體、氣體和蒸氣等；輸出為脈沖頻率，其頻率與被測流體的實際流量成正比，并受流體組成的密度、壓力、溫度的影響；測量精度為中上水平；測髦范圍度寬，可達10：1以上；壓力損失小等優(yōu)點，使其發(fā)展迅速，目前已成為通用的一類流量計。

渦街流量計工作原理

旋渦現(xiàn)象在我們的日常生活中經(jīng)?？梢钥吹?，如河道中橋樁附近的旋渦；風(fēng)吹旗桿上的旗幟左右飄飄等。早在130多年前，Karman就對這種現(xiàn)象做過系統(tǒng)的研究，提出了Karman理論。直到20世紀(jì)，美國EASTECH公司根據(jù)Karman理論制造出第一批渦街流量計。

將一個非流線型的阻流體垂直插入測量管道內(nèi)，隨著流體繞過阻流體流動，產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象，形成有規(guī)則的旋渦列，左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，如圖所示。當(dāng)旋渦較強時，不僅在阻流體附近，而且在離開阻流體很遠處旋渦仍不消失，一個個交替出現(xiàn)。按照Karman理論，上述旋渦列的穩(wěn)定條件為渦列寬度h與同列相鄰的兩旋渦的間距L之比滿足

h/L=0.2806(對圓柱形旋渦發(fā)生體)

時，這樣的渦列才是穩(wěn)定的。產(chǎn)生旋渦分離的阻流體稱為旋渦發(fā)生體。渦街流量計是根據(jù)旋渦脫離旋渦發(fā)生體的頻率與流量之間的關(guān)系來測量流量的儀表。此渦列的頻率f與流體流速成正比，與旋渦發(fā)生體的直徑d成反比，即

f=StV2/d

式中 V2——旋渦發(fā)生體附近的流速；

St——斯特勞哈爾數(shù)(strouhal number )，它是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，對于圓柱形渦街發(fā)生體St≈0.2。

最早的渦街發(fā)生體內(nèi)裝入一個射流元件(雙穩(wěn)態(tài)元件)感受旋渦出現(xiàn)的頻率。但是，結(jié)果并不理想，主要是渦列很不穩(wěn)定，射流元件輸出的波形很亂，得到準(zhǔn)確的f值很困難。后來Oval公司購買了EASTECH公司的這項專利并加以改進，在大量試驗中發(fā)現(xiàn)渦街發(fā)生體取三角柱最好，敏感元件取熱敏電阻最好。正是由于渦街發(fā)生體由圓柱形改為三角形，斯特勞哈爾數(shù)St要改取0.16而不再是圓柱形的0.2，并且f與V1的關(guān)系改為式(16-2)。

f=[0.16/（1-1.25d/D）]*（V1/d）

式中  V1——管道內(nèi)流體平均流速；

 d——三角柱的正面寬度；

 D——管道內(nèi)徑。

這是一個經(jīng)試驗證明了的公式，只有d與b (b是三角柱側(cè)邊的長度)、d與D取一定比值時，產(chǎn)生的旋渦最穩(wěn)定、最強。只要準(zhǔn)確地測量出旋渦的頻率f，即可測量出流體的流量。

由上式可導(dǎo)出:

K=f/Q

式中 K——儀表常數(shù)(脈沖數(shù)/m^3)，通過實際標(biāo)定后，生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品合格證上給出；

     Q——體積流量(m^3/h )。