一、卡门涡街效应原理

1. 现象描述 当流体以一定流速绕过非流线型阻流体（如三角柱、圆柱）时，会在阻流体后方两侧交替产生成对漩涡，形成有规律的漩涡列（如图）。

   （注：示意图需实际插入）
2. 关键公式 漩涡分离频率（f）与流速（v）、阻流体宽度（d）的关系由 ** 斯特劳哈尔数（Strouhal Number, St）** 决定：\(St = \frac{f \cdot d}{v}\)
   • 当雷诺数（Re）在 \(2 \times 10^4 \sim 7 \times 10^6\) 范围内时，St 为常数（约 0.15~0.21），因此可通过测量频率 f 计算流速 v。

二、涡街流量计工作流程

1. 核心部件
   • 阻流体：常见形状为三角形柱体（抗干扰能力强）或圆柱体。
   • 检测元件：用于感知漩涡引起的压力 / 振动变化，类型包括：
     • 压电传感器：通过漩涡压力波动产生电荷信号（响应快，耐温≤250℃）。
     • 电容式传感器：检测阻流体两侧电容变化（耐温可达 400℃）。
     • 超声波传感器：测量漩涡引起的流速差（非接触式，抗腐蚀）。
   • 信号处理单元：将频率信号转换为流量值（\(Q = v \cdot A\)，A 为管道截面积）。

三、涡街流量计的特点

优点

• 无机械运动部件：可靠性高，维护量低。
• 高精度：液体测量精度可达 ±0.75%，气体 / 蒸汽 ±1%~±1.5%。
• 宽量程比：通常为 1:10，部分型号达 1:20。
• 适用介质广：可测液体、气体、蒸汽及部分两相流。

缺点

• 流速依赖性：低流速（雷诺数\(Re < 2 \times 10^4\)）时漩涡不稳定，误差增大。
• 安装要求高：需上下游直管段（上游≥10D，下游≥5D，D 为管径）。
• 抗振动能力弱：外界振动可能干扰信号。

四、典型应用场景

1. 蒸汽流量测量
   • 需配置温度 / 压力补偿模块，因蒸汽密度随工况变化显著。
   • 例：热电厂蒸汽管道、锅炉蒸汽输出监测。
2. 气体流量测量
   • 适用于空气、天然气、氮气等清洁气体，不适用于高湿度或含颗粒气体。
3. 液体流量测量
   • 可测水、油等低粘度液体，避免用于高粘度或易结晶介质。

五、选型与安装要点

1. 选型参数
   • 管径：匹配管道内径（DN15~DN3000）。
   • 介质参数：温度、压力、密度、粘度。
   • 输出信号：4-20mA、脉冲、RS485（Modbus）等。
2. 安装要求
   • 直管段：上游至少 10 倍管径，下游 5 倍管径（若有弯头、阀门需延长至 20D）。
   • 流向：流体方向与流量计箭头一致，水平或垂直安装（垂直安装时流体需自下而上）。
   • 防振：远离泵、压缩机等振动源，必要时加装支架。

六、常见故障与处理

七、与其他流量计的对比

总结