涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标准状况的体积流量或质量流量的体积流量计。主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。

其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字电路配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。

涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计。综合吸收发达国家先进技术和总结多年研究生产经验的基础上进行精心设计的产品，实现了产品智能化、标准化、系列化、通用化、生产模具化、确保产品质量的美观性。该产品具有电路先进、功耗微低、量程比宽、结构简单、阻力损失小、坚固耐用、用途广、使用寿命长、工作稳定、便于安装调试等特点。

在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

涡街流量计是根据卡门涡街原理(Kármán Vortex Street)测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标准状况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。

涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：

式中：为旋涡的释放频率，单位为Hz；v为流过旋涡发生体的流体平均速度，单位为摩托船；d为旋涡发生体特征宽度，单位为m；St为斯特劳哈尔数（Strouhal number），无量纲，它的数值范围为0.14－0.27。

St是雷诺数的函数， 。

当雷诺数Re在 范围内，St值约为0.2。在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在，此时旋涡频率。

由此，通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v，再由式 可以求出流量q，其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。

在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组份变化的影响，仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关，测量流体体积流量时无需补偿，调换配件后一般无需重新标定仪表系数。

应用范围广，蒸汽、气体、液体的流量均可测量。

检定周期为二年。

涡街流量计的安装要求有一定的前后直管段，常见情况如下（D为管道的直径）：

传感器应避免安装在有较强电磁场干扰、空间小和维修不方便的场合。

1、合理选择安装场所和环境。

避开强电力设备，高频设备，强电源开关设备；避开高温热源和辐射源的影响，避开强烈震动场所和强腐蚀 环境等，同时要考虑安装维修方便。

2、上下游必须有足够的直管段。

若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90°弯头，则：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D 。

若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90°弯头，则：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D 。

调节阀应安装在传感器的下游5D以外处，若必须安装在传感器的上游，传感器上游直管段应不小于50D，下游应有不小于5D。

3、安装点上下游的排水管应与传感器同心，同轴偏差应不小于0.5DN。

4、管道采取减振动措施。

传感器尽量避免安装在振动较强的管道上，特别是横向振动。若不得已要安装时，必须采取减振措施，在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防振垫。

5、在水平管道上安装是流量传感器最常用的安装方式。

测量气体流量时，若被测气体中含有少量的液体，传感器应安装在管线的较高处。

测量液体流量时，若被测液体中含有少量的气体，传感器应安装在管线的较低处。

6、传感器在垂直管道的安装。

测量气体流量时，传感器可以安装在垂直管道上，流向不限。若被测气体中含有少量的液体，气体流向应由下向上。

测量液体流量时，液体流向应由下向上：这样不会将液体重量额外附加在探头上。

7、传感器在水平管道的侧装。

无论测量何种流体，传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽，饱和蒸汽和低温液体，若条件允许最好采用侧装，这样流体的温度对放大器的影响较小。

8、传感器在水平管道的倒装。

一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽，适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。

9、传感器在有保温层管道上的安装。

测量高温蒸汽时，保温层最多不能超过支架高度的三分之一。

10、测压点和测温点的选择。

根据测量的需要，需在传感器附近测量压力和温度时，测压点应在传感器下游的3-5D处，测温点应在传感器下游的6-8D处。

测量气体的管道为防止储积液的干扰。安装位置如图五所示。高温高压下更换探头体时，必须安全操作，做好高温防护。降温降压后在安全条件下方可更换探头。

智能涡街流量计规范安装，给使用部门在后续管理提供有力的技术保障，对施工单位提出以下几点具体要求，通过多年的验证效果很好。

1.智能涡街流量计带4～20mA输出，脉冲输出。

2.智能涡街流量计GPRS远传设备需带脉冲输入，4～20mA输入。

3.具有电源防雷和信号防雷（4～20mA）。

4.智能涡街流量计的仪表柜要求为：柜内带UPS电源、配空开及插座、将GPRS通讯装置、智能涡街流量计转换器等集中安装并带锁。

5.仪表柜的平稳需水泥墩底座、仪表柜防护等级适用户外、柜顶具有隔热层防止阳光直射、柜具有防泼水功能。

6.表井内需有一侧留有足够的直管段，便于智能涡街流量计检测、比对和后续管理。

7.设计智能涡街流量计时前端须留有至少10倍公称通经（10DN）的直管段，后端须留有大于5DN的直管段，确保计量准确。

8.智能涡街流量计应严格按说明书安装，安装完毕后需测量接地，接地电阻应在10Ω以下。等电位连结线使用多股铜束导线，线缆需大于等于16mm2；仪表接地线使用多股铜束导线，线缆要求大于等于6mm2。接地标准详见GB50343-2009《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。

涡街流量计常见故障：一台DN50涡街流量计，从说明书查到，其液体用流量范围是3-50m3/h。我们在油流标准装置上标定的结果是10-50 m3/h符合精度要求，但10m3/h以下精度不合格，应如何评价此台流量传感器？

涡街流量汁说明书中，标明的流量范围是使用于特定参考介质的流量范围，如液体—般指常温水。用于其他介质时，可用流量范围将随介质的粘度和密度不同而异。由于油流量标准装置采用粘度比水大，密度比水小的柴油做标定介质，流量计的下限流量—般都会相应提高，使可用流量范围变窄。所以，涡街流量计在油流量标定装置上标定出现小流量性能变差是正常的。由此我们不难推断，如果用液化石油气(这种低粘度介质)标定涡街流量汁，将会得到比水好的相反结果。

输出二线制（4~20）mA信号的与其它设备之间采用二线制传输，所需电源为24V±10%，输出回路的最大负载电阻为600Ω（包括电缆线的电阻）。一般情况下连接线用600VPVC绝缘电线或电缆；在易受电噪声干扰的现场需使用二芯屏蔽线（RWP2×0.5mm），屏蔽层应可靠地接在放大器盒内的接地螺丝上。

涡街流量计的温度对放大器的影响较小。当用于测量高温液体或需经常清洗管道时，可将传感器倒装。在有保温层的管道上，切勿用保温材料将传感器上连接放大器盒的连杆都包围起来，最多不超过连杆高度的三分之一。传感器壳体可以用保温材料包裹。

涡街流量计应避免在架空非常长的管道上安装，因为长时间使用后，由于传感器的下垂作用非常容易造成传感器与法兰间的密封泄漏，若不得已要安装时，必须在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置。安装管道应无强烈振动，否则应有必要的减震措施。在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防震垫。

涡街流量计的最小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的最佳工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流。

正确的选用涡街流量计是保证用好涡街流量计的前提条件，需要考虑的重要因素：通经（DN）、安装方式、介质温度、输出信号、介质种类。

涡街流量计正确选型才能保证涡街流量计更好的使用。选用什么种类的涡街流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定？使涡街流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级；有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡街流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡街流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

3、涡街流量变送器的选择

在饱和蒸汽测量中采用VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。

4、压力补偿智能压力变送器的选择

由于饱和蒸汽管道长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。

5、.显示仪表选择

显示仪表智能流量显示仪，具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。

主要存在的问题主要有：

分析及解决方法：总结引起这些问题的主要原因，主要涉及到以下方面：

1、选型方面的问题。有些涡街传感器在口径选型上或者在设计选型之后由于工艺条件变动，使得选择大了―个规格，实际选型应选择尽可能小的口径，以提高测量精度，这方面的原因主要同问题①、③、⑥有关。比如，一条涡街管线设计上供几个设备使用，由于工艺部分设备有时候不使用，造成实际使用流量减小，实际使用造成原设计选型口径过大，相当于提高了可测的流量下限，工艺管道小流量时指示无法保证，流量大时还可以使用，因为如果要重新改造有时候难度太大．工艺条件的变动只是临时的。可结合参数的重新整定以提高指示准确度。

2、安装方面的问题。主要是传感器前面的直管段长度不够，影响测量精度，这方面的原因主要同问题①有关。比如：传感器前面直管段明显不足，由于FIC203不用于计量，仅仅用于控制，故精度可以使用相当于降级使用。

3、参数整定方向的原因。由于参数错误，导致仪表指示有误．参数错误使得二次仪表满度频率计算错误，这方面的原因主要同问题①、③有关。满度频率相差不多的使得指示长期不准，实际满度频率大干计算的满度频率的使得指示大范围波动，无法读数，而资料上参数的不一致性又影响了参数的最终确定，最终通过重新标定结合相互比较确定了参数，解决了这一问题。

4、二次仪表故障。这部分故障较多，包括：一次仪表电路板有断线之处，量程设定有个别位显示坏，K系数设定有个别位显示坏，使得无法确定量程设定以及K系数设定，这部分原因主要向问题①、②有关。通过修复相应的故障，问题得以解决。

5、四路线路连接问题。部分回路表面上看线路连接很好，仔细检查，有的接插件实际已松动造成回路中断，有的接头虽连接很紧但由于副线问题紧固螺钉却紧固在了线皮上，也使得回路中断，这部分原因主要同问题②有关。

6、二次仪表与后续仪表的连接问题。由于后续仪表的问题或者由于后续仪表的检修，使得二次仪表的mA输出回路中断，对于这类型的二次仪表来说，这部分原因主要同问题②有关。尤其是对于后续的记录仪，在记录仪长期损坏无法修复的情况下，一定要注意短接二次仪表的输出。

7、由于二次仪表平轴电缆故障造成回路始终无指示。由于长期运行，再加上受到灰尘的影响，造成平轴电缆故障，通过清洗或者更换平轴电线，问题得以解决。

8、对于问题⑦主要是由于二次仪表显示表头电感线圈固定螺丝松，造成表头下沉，指针与表壳摩擦大，动作不灵，通过调整表头并重新固定，问题相应解决。

9、使用环境问题。尤其是安装在地井中的传感器部分，由于环境湿度大，造成线路板受潮，这部分原因主要同问题②、②有关。通过相应的技改措施，对部分环境湿度大的传感器重新作了把探头部分与转换部分分离处理，改用了分离型传感器，故善了工作环境，日前这部分仪表运行良好。

10、由于现场调校不好，或者由于调校之后的实际情况的再变动。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整不好．或者由于调整之后运行一段时间之后现场情况的再变动，造成指示问题、这部分原因主要同问题④、⑤有关。使用示波器，加上结合工艺运行情况，重新调整。

涡街流量计安装对直管段的要求：

正确地选择安装点和正确安装流量传感器都是非常重要的环节，若安装环节失误轻者影响测量精度，重者会影响流量计的使用寿命，甚至会损坏流量计。

涡街流量计安装对直管段的要求是非常重要的。它的详细要求如下：

若流量计安装点上的上游有渐缩管，流量计上游应有不小于15D(D为管道直径)的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

若流量计安装点上的上游有渐扩管，流量计上游应有不小于18D(D为管道直径)的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段

若流量传感器安装点上游有90°弯头或下行接头，流量计上游应有不小于20D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

若流量计安装点上游在同一平面上有90°弯头，流量计上游应有不小于25D的等径直管段，下游应有不小于5D的等径直管段。

流量调节阀或压力调节阀尽量安装在流量计下游5D以远处，若必须安装在流量计的上游，

流量计上游若有活塞式或柱塞式泵，活塞式或罗茨式风机、压缩机，

特别注意：涡街流量计安装点的上游较近处若装有阀门，不断地开关阀门，对流量计的 使用寿命影响极大，非常容易对流量计造成永久性损坏。流量传感器尽量避免在架空的非常长的管道上安装，这样时间一长后，由于流量计的下垂非常容易造成流量计于法兰的密封泄露，若不得已安装时，必须在流量计的上下游2D处分别设置管道紧固装置。

Pn，P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力，Pa；

Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；

Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

现如今能源正在逐步减少，所以国家出台了关于能源管理的相关条例，其中明确指出，涡街流量计在应用于贸易结算中必须要到相关的检定部门做技术检定，出具相应的证书后才能投入使用。

现常用的涡街流量计检定方法有两种：

用涡街流量计作标准器与被检流量计串联，可用静态法或动态法检定。通过比较两台流量传感器的读数，求得被检涡街流量计误差。

标准表法流量计标准装置的特点：

由于形如钟罩的开口容器，倒放入装有密封液体（水或其它液体）的上开口圆筒形储液槽内。钟罩是浮在密封液体中，钟罩内的容积已知，在测量时间间隔内，测量钟罩上升（或下降）时吸入（或排出）气体体积量，可求得气体流量。

钟罩法装置是一种容积法气体流量计装置。

用钟罩法检定涡街流量计时，可以采用进气方式或排出方式两种检定方法。进气方式工作压力高于钟罩余压，流量较大。排气方式工作压力一般小于钟罩余压，流量较小。

钟罩有水封和油封式，对水封式钟罩，若用排气方式检定流量传感器，被检流量计的温度低于钟罩内的水温时，要考虑空气中的水蒸汽结露而产生的误差。

钟罩法只能用于计量接近大气压力的空气流量计。煤气表和湿式气体流量计常用此法检定，流量范围较小，可以检定上限流量为（3000-5000）m3/h的流量计。装置准确度达0.2%~0.5%。

测量介质：液体、气体、蒸汽公称通径：DN15-DN300(非标产品可根据用户要求特殊定做)温度范围：-40℃~350℃ 压力规格：PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa,更高的压力规格可特殊定做范围度：正常范围1:10 扩展范围1:15压力损失系数:Cd≤2.6系统测量精度：液体、气体 示值±1%蒸汽 示值±1.5%插入式流量计示值±2.5%供电电压：传感器+12VDC、+24VDC（可选）变送器+24VDC。

现场显示型 仪表自带3.6锂电池输出信号：传感器 脉冲频率信号0.1~3000Hz 低电平≤1V 高电平≥6V。

变送器 两线制4~20mADC电流信号充许振动加速度: 压电式≤0.2g 环境温度: -40℃~55℃(非防爆场所) -20℃~55℃(防爆场所)环境湿度：相对湿度5~85%信号远传距离: ≤500m信号线接口：内螺纹M20×1.5防爆等级:iaⅡCT2-T5防护等级：普通型IP65 潜水型IP68仪表材质：转换器外壳采用铝合金，表体部分采用1Cr18Ni9Ti，也可根据用户要求采用特殊材质。

涡街流量计流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

工业生产过程

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

能源计量

能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、冶金焦、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量表，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

环境保护工程

烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。

我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量传感器，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

流量计对安装点上的上下游直管段一定的要求，否则会影响测量精度。

涡街流量计采用微功耗高新技术，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器，用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标准状况体积流量。

涡街流量计流通管道条件

传感器的前后应有足够长的圆形直管段，其内径光滑并与通径DN一致。前后直管段视前面状态而变，确保流体为充分发展的流态。

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种介质，是一种比较先进、理想的流量仪表。

涡街流量计测量蒸汽三种方式有：

第一、也是使用最为广泛的，带温压补偿涡街流量计。这是一种间接式涡街质量流量传感器，实际使用过程中通过温度和压力的测量间接测算出密度，再与涡街流量计计量出的体积数相乘，可以算出质量。这是苏科仪表涡街流量计测量蒸汽的最普遍的一种形式。

第二、升力式涡街流量计，直接测量介质的质量。理论依据是：介质的质量流量大小与漩涡的强度有一定的比例关系，计算出漩涡强度大小，就可以直接算出介质的质量。日本横河生产过这种流量计，但精度不太理想，市场使用率不高。 ·

最后一种就是差压式涡街质量流量计，差压信号+涡街流量计=差压式涡街质量流量计。差压信号是发生体上、下游特定位置的两个取压孔间的压力差。两取压孔的轴线应与发生体的轴线处在同一平面内。取压孔的距离对差压值的大小和稳定性有明显影响。距离近，差压信号大，但稳定性差；距离远，则反之。通过试验，选择合适的取压孔位置是很重要的。和升力式涡街质量流量传感器相比，这种仪表更简单，更容易实现。国内已有生产厂家投人开发，并取得发明专利，产品已在部分企业应用。

涡街流量计传感器为三线制：电源、信号、电源地。采用三芯屏蔽电缆。屏蔽线在传感器一端接外壳地。不得在二次仪表端接大地。三芯分别接电源、信号、（Ω）电源地。见图10

变送器为两线制：采用二芯电缆，涡街“+”、“-”端子分别接+24V及测试仪表信号输入“+”端，信号“-”端与24VDC“-”端链接，该回路输出4~20mA。