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一、工作原(yuán)理
在流體中設置旋渦發生(shēng)體（阻流體），從旋渦發生體兩側交替地産生有規則的旋渦，這種旋渦稱爲(wèi)卡曼(màn)渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下(xià)遊非對稱地排列。設(shè)旋渦的發生頻率爲(wèi)f，被測介質來流的(de)平均速度爲U，旋渦發生體迎面寬度爲d，表體通徑爲D，根據卡曼渦(wō)街原理(lǐ)，有如下關系(xì)式
f=SrU1/d=SrU/md （1）式中
U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特(tè)勞哈爾數；
m--旋渦發生體兩側弓形面(miàn)積與管道橫截面面積之(zhī)比
圖1 卡(kǎ)曼渦街
管道内體積流量qv爲
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道(dào)的幾何尺寸有關外，還與斯特(tè)勞哈爾數(shù)有關。斯特勞哈爾數爲無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示(shì)爲圓柱狀旋渦發生體(tǐ)的斯特(tè)勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106範圍内，Sr可視爲常(cháng)數，這是儀表正(zhèng)常工(gōng)作範圍。當測(cè)量(liàng)氣體流量時，VSF的(de)流(liú)量計算式爲(wèi)
圖2 斯特勞哈爾數與雷諾(nuò)數關系曲線
式中qVn，qV--分别爲标準狀态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分别爲(wèi)标準狀态下和工況下的絕對(duì)壓力，Pa；
Tn，T--分别爲标準狀态(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分别爲标準狀(zhuàng)态下和工(gōng)況下氣體(tǐ)壓縮系(xì)數。
由上式可見，VSF輸(shū)出的脈沖頻率信号不受流體物性(xìng)和組分變化的(de)影響(xiǎng)，即儀表系數在一定(dìng)雷諾數範圍内(nèi)僅與旋渦發生(shēng)體及管道的形狀尺寸等有關。但是作爲流量計在物料平衡(héng)及能源計(jì)量中需檢測質量(liàng)流量，這(zhè)時流量計的輸出信号應(yīng)同時監測體積流量和(hé)流體密度，流體物(wù)性和組分(fèn)對流量計量還是有直接影響的。
二、結構
VSF由傳感器和轉(zhuǎn)換器(qì)兩部分組成，如(rú)圖3所示。傳感器包括旋渦發生體（阻流體）、檢測(cè)元件、儀表表體等(děng)；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(hé)防護(hù)罩等。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通(tōng)訊及(jí)其他功能模塊亦裝在轉換器内。
圖3 渦街流量(liàng)計
（1）旋渦發生體
旋渦發生體是檢測器的主要部件，它與儀表的流量特性（儀表系數、線性度、範圍度等(děng)）和阻力特性（壓力損失）密切相關，對(duì)它的要求如下。
1）能控(kòng)制旋渦在旋渦發生(shēng)體軸(zhóu)線方向上同步分離(lí)；
2）在較寬的雷諾數範圍内，有(yǒu)穩定的旋渦分離(lí)點，保持恒定(dìng)的斯特勞哈爾數(shù)；
3）能産(chǎn)生強烈的渦街，信号(hào)的信噪比高；
4）形狀和結構簡單，便(biàn)于加工和幾何參數标準化，以及各種檢測元件(jiàn)的安裝和組合；
5）材質應滿足流體性質的要求，耐(nài)腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化；
6）固有頻率在渦街信号的頻(pín)帶外。
已經開發出形狀繁多的旋渦發生體，它可分爲單旋渦發生體和多旋渦發生體兩類，如圖4所示。單旋渦發生體(tǐ)的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆爲這些基本形的變形。三角(jiǎo)柱形旋渦發生體是應用最廣(guǎng)泛的一種，
如圖5所示(shì)。
圖中D爲儀表口徑。爲提高渦街強度和穩定(dìng)性，可采用多旋渦發生體，不過它的應(yīng)用并(bìng)不普遍。
d/D=0.2～0.3;c/D=0.1～0.2;
b/d=1～1.5;θ=15o～65o
⑵檢測元件
流量計檢(jiǎn)測旋渦(wō)信号有5種方式。
1）用設(shè)置在旋渦發生體内的檢測元件(jiàn)直接檢(jiǎn)測發生體兩側差壓；
2）旋渦發生(shēng)體上開設(shè)導壓孔，在導壓孔(kǒng)中(zhōng)安裝檢測元件檢測發生體兩側差壓；
3）檢測旋渦發生體周圍交變環流；
4）檢測旋渦發生體背(bèi)面交變差壓；
5）檢測尾流中旋渦(wō)列。
根據這5種檢測方式，采用不同的檢測(cè)技術（熱敏、超聲、應力(lì)、應變、電容、電磁、光電(diàn)、光纖(xiān)等）可以構成不(bú)同類型的VSF，如表1所示。
表1 旋渦(wō)發生體和檢測方式一(yī)覽表
檢測元件把渦街信号轉(zhuǎn)換成電信号，該信号既微弱又含有不同成分的噪聲，必須進行放大、濾(lǜ)波、整形等處理才能(néng)得出與流量成(chéng)比例的脈沖信号。⑶ 轉換器
不同檢測方式應配備(bèi)不同特(tè)性的前置放大(dà)器，如表2所列。
⑷ 儀表表體
儀表表體可分爲夾持型和法(fǎ)蘭型，如(rú)圖7所示。
圖(tú)7 儀表表體
三、安裝注意事(shì)項
VSF屬于對(duì)管道流速分布畸變、旋轉流和流動(dòng)脈(mò)動等敏感的流量計(jì)，因此，對現場管道安裝(zhuāng)條件應充分重視，遵(zūn)照生産廠(chǎng)使用說明書的要求執行。
VSF可安裝在室内或室外。如果安裝在地井裏，有(yǒu)水淹的可能(néng)，要選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以(yǐ)水平、垂直或傾斜安裝(zhuāng)，但(dàn)測量液體和氣體(tǐ)時爲防止氣泡和液滴的幹擾，安裝位置要注意，如圖16所示。
圖(tú)16 混相流體的安裝
（a）測(cè)量含液體的氣體流(liú)量儀表安裝；
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