壓電/電容式渦街流量計

一、概述

應力式渦街流量計是速度式流量計的一種，它以卡門渦街理論為基礎，采用壓電晶體檢測流體通過管道內三角柱時所產生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應用于石油、化工、動力供熱等行業。

渦街流量計具有以下特點：

◆測量精度高，量程寬；

◆測量介質廣泛，可測量液體，氣體和蒸汽；

◆工作溫度高，介質溫度可達350度；

◆無運動部件，無磨損，可靠性高；

◆表體采用不銹鋼材質，耐腐蝕。

二、測量原理

當管道中流體介質通過旋渦發生體（三角柱）時，由于局部加速而產生旋渦現象(如圖一)，此旋渦分成兩列交替地出現，這種旋渦列被 稱為卡門渦街。旋渦交錯分離，在柱體后面的尾流中產生脈動的壓力，充在柱體后面（或內部）的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用，使埋在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力作用而產生交電荷信號。檢測放大器將這種信號進行交換、放大、濾波和信號整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電壓（或電流）脈沖信號，或經變換處理輸出與旋渦分離頻率成比例的模擬電流信號。這樣便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質的流速，再通過介質的流速計算出介質的流量。

卡門渦街的釋放頻率與三我柱寬度尺寸和流體速度有關，而與介質的溫度，壓力等特性參數無關。可用下式表示：

f=S_tV/d

式中：f-卡門渦街的釋放頻率

V-介質流速

D-三角柱的寬度

S_t-斯特羅哈爾數

斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要參數，它只與介質的雷諾數…Re有關。只要管道內介質的雷諾數保持在2*10⁴至7*10⁶范圍內，斯特羅哈爾數St便保持為一個常數（0.17~0.18），這樣便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質的流速，再通過介質的流速計算出介質的流量。