气体涡街流量计的介绍
一、气体涡街流量计
涡街流量计（又称旋涡流量计）是根据“卡门涡街”原理研制成的一种流体振荡式流量测
量仪表。所谓“卡门涡街”现象是这样的：在流动的流体中插入一根（或多根）迎流面为非流
线型柱状物时，流体在柱状物两侧交替地分离释放出两列规则的旋涡。早在19世纪物理学
家斯特劳哈尔和冯·卡门就对涡街现象进行了卓有成效的研究。他们的研究成果表明：旋涡
分离频率与介质流速、旋涡发生体的几何形状以及尺寸有着内在的联系，这就是旋涡分离频
率与流速成正比与柱体宽度成反比。
卡门涡街原理启发人们应用此原理开发测定流速和流量的仪表。上世纪70年代日本横
河电机株式会社及美国伊斯特公司分别研制出世界上第一台涡街流量计。
由于这种流量仪表具有准确度高、结构简单、安装方便、可靠性好、输出与流量测量值
成正比的脉冲频率信号、．无零点漂移、便于进行流量累积计量、压力损失小（与节流式流量
计相比）等一系列优点，一经出现就受到了广泛的应用和发展。尽管其历史较短但发展却很
快，短短几十年已经成为主流流量测量仪表之一，广泛应用于各种气体、蒸汽及液体介质流
量的测量。
二、工作原理及结构
（一）工作原理
正如前面所述，在流动的流体中插入一个流线型的柱状物体时，从柱状物体两
侧会产生两列交替产生的旋涡。这个现象称为“卡门涡街”现象，如图2 -1所示。
研究表明旋涡分离的频率与介质流速成正比，与柱体的宽度成反比，可用下式表示
一Sr×u／d (2 -1)
速度式气体流量计
式中：f-旋涡分离的频率；
Sr-系数（斯特劳哈尔数）；
口——流体流速；
d-柱体迎流面宽度。
由上式可见，通过测量旋涡频率便可测出流体流速和瞬时流量。
斯特劳哈尔数(Sr)是通过试验确定的无Sr
因次数。图2-2中表示出了斯特劳哈尔数
(Sr)与雷诺数(Re)的关系。曲线的平直部分o．20
对应涡街流量计正常测量流量的范围。只要检o．15
测出频率厂即可求得管内流体的流速，由流o．10
速可求出介质的体积流量。
涡街流量计一段时间内输出的脉冲数与流
过流体的体积量之比，称为仪表的流量系数
（简称仪表系数），用K来表示
K - N/Q
式中：K-仪表系数，(n13)_1；
N-体积总量对应的脉冲个数；
Q-体积总量，ml3。
涡街流量计瞬时流量（流率），也可以用来测量累积流量（总量）。当用
来测量瞬时流量时其测量值可用下式表示
(2 -3)
q=，×3 600/K
式中：q-体积流量值，m3／h；
，——涡街流量计输出信号频率，Hz。
当用来测量累积流量（总量）时其测量值可用下式表示
Q—N/K (2-4)
气体流量一般按标准状态进行计量，当用涡街流量计测量气体流量需要将其流量测量值
用标准状态流量表示时，其测量值可用下式表示
qN一f×3 600/K×p/pN×TN／T×ZN/Z (2-5)
式中：qN-气体标准状态体积流量，IT13/11；
p——气体工作状态压力（绝压），MPa;
pN-标准状态压力（绝压），MPa;
T-气体工作状态温度（热力学温度），K;
TN -标准状态温度（热力学温度），K;
Z-气体工作状态压缩系数；
zn—气体标准状态压缩系数。
蒸汽流量一般按质量流量进行计量，当用涡街流量计测量蒸汽流量或其他介质流量需要
按质量流量表示时其测量值可用下式表示：
‘ (2 -6)
qm=f×3 600/K×l
式中:qm——质量流量，kg/h；
f-一涡街流量计输出信号频率，Hz;
P-工作状态下介质密度，kg/m3