渦街流量計工作原理

在石油、化工等生產過程中，對管道內液體和氣體的流量進行測量和控制是實現生產過程自動化的重要組成部分。渦街流量計具有量程寬，無可動部件，執行可靠，維護簡單，壓力損失小，具有一定的計量精度等優點。[1]特別是在很寬的範圍內，它的測量與介質的密度、粘度等物性引數無關，因而受到普遍歡迎。

本文介紹應用mcs一51微控制器設計的智慧型渦街流量計，對渦街流量計固有的非線性進行修正，並具有顯示、列印、檢測引數的種類以及資料處理等功能，從而拓寬了渦街流量計的應用範圍。

工作原理

渦街流量計是基於卡門渦街原理製成的一種流體振盪性流量計。即在流動的流體中放置乙個非流線型的對稱形狀的物體（渦街流量感測器中稱之為漩渦發生體），就會在其下流兩側產生兩列有規律的漩渦即卡門渦街，其漩渦頻率正比於來流速度：[2]

f＝stu／d1）

式中 f—渦街頻率

d—漩渦發生體寬度

u—來流速度

st—斯特勞哈爾數

st的值與漩渦發生體寬度d和雷諾數re有關。當雷諾數re＜2×104情況下，st為變數：當re在2×104～7×106的範圍內，st值基本上保持不變，這段範圍為流量計的基本測量範圍。

式（1）表明，當d和st為定值時，漩渦產生的頻率f與流體的平均流速u成正比，利用這一特性製成了渦街流量計。由於渦街感測器所測的並不是平均流速，而大約是漩渦發生體兩側的流速。[3]對於湍流狀態，不同的雷諾數下，流速分布規律是不同的。

即不同的流速下具有不同的流速分布，進而說明了渦街流量感測器檢測到的主要反映漩渦發生體兩側的流速與管道平均流速的關係不是唯一確定的。這說明渦街流量感測器的非線性誤差是其檢測機理所決定的。在實際使用時，先繪出感測器的儀表係數與頻率的試驗曲線f (f)。

k= f (f)=kg（f2）

式中g（f）是同一口徑的各台儀表相同的曲線形狀（僅是位移不同）。k是平均儀表係數。在本文應用mcs一51微控制器的智慧型渦街流量計中，通過將試驗曲線形狀g（f）事先固化於流量計的eprom中，和讓使用者結合現場具體工況通過鍵盤輸入k的值，實現渦街感測器的非線性修正。