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1 引言

流量計是測量流體流量的儀器，在石油、化工、電力、冶金、采礦、食品、輕工等很多工業(yè)生產(chǎn)過程中，都有對流體流速的測量，在應(yīng)用zui廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類之一，在工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要。人們對流量計量測試技術(shù)的要求越來越高促使流量技術(shù)也在迅速發(fā)展著，各種適合于不同環(huán)境的流量計也應(yīng)運而生。現(xiàn)在使用較為廣泛的流量計有：差壓式孔板流量計，轉(zhuǎn)子流量計，渦街流量計，容積式流量計，電磁流量計，質(zhì)量流量計，超聲波流量計等等。我們今天主要介紹渦街與旋進流量計，雖然旋進流量計和渦街流量計都是基于流體力學(xué)而設(shè)計的流量計，但他們結(jié)構(gòu)與原理是有區(qū)別的適應(yīng)范圍也是不同的。

2 渦街流量計的工作原理

渦街流量計是一種速度式流量儀表，它是以質(zhì)量守恒為基礎(chǔ)，利用流體自然震蕩的原理制成的一種漩渦分離的流量計，它又稱為漩渦流量計和卡門漩渦流量計。在流體中設(shè)置漩渦發(fā)生體即阻流體，從漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替的產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦，這種漩渦稱為卡曼渦街，渦列的個數(shù)或者說頻率和流速成正比。因而通過測量渦街頻率就可知道流體的流速，從而計算出流體的流量。渦街流量計的漩渦發(fā)生體有很多種，大量使用的有圓柱，三角形，矩形等。圓柱形壓力損失小但漩渦強度低，矩形漩渦強度大，但壓力損失也大；三角形壓力損失一般，但漩渦強度大，所以三角形發(fā)生體在實際中有著廣泛地應(yīng)用。渦街流量計檢測方法有利用伴隨漩渦分離的物理效應(yīng)，可以采用熱敏、力敏元件或通過光、聲調(diào)制方法等來檢測漩渦分離頻率。至今用于檢測分離頻率的方法和采用的元件是多種多樣的，歸納起來有以下幾種方法：

（1）熱敏元件檢測方法，漩渦分離產(chǎn)生的交變環(huán)流所引起的整體表面速度脈動或者交變橫向流的頻率，用加熱的金屬絲、熱敏電阻器進行檢測；

（2）力敏元件檢測方法，漩渦分離造成的交變差壓、交變升力或者交變升力引起的機械振動，用差動電容、電阻應(yīng)變片、壓電晶體、壓電陶瓷等檢測；

（3）電磁傳感器檢測方法漩渦的分離所引起的膜片或者梭球等的往復(fù)振動的頻率，用電磁傳感器檢測；

（4）聲、光信號調(diào)制檢測方法利用聲束光束通過渦街時受到漩渦的調(diào)制，由接收聲強光強或相位的脈動頻率得到漩渦分離頻率。

3 旋進流量計的工作原理

旋進流量計也稱為旋進式渦街流量計，它是利用流體強迫震蕩的原理，當(dāng)流體進入測量管時通過螺旋導(dǎo)流架后，形成一股具有旋進中心的渦流，隨著管徑內(nèi)腔的收縮，使渦流速度和渦流前進速度都加強，在此區(qū)域內(nèi)的流體中心是藝術(shù)速度很高的漩渦流，沿著測量管的中心線運動，到熱敏電阻時，由于測量管內(nèi)腔突然擴大，流速急劇減少，一部分流體形成回流，于是流體不沿著測量管內(nèi)腔中心線運動，而圍繞中心線旋轉(zhuǎn)，即所謂旋進，旋進頻率與流速成正比，因而測得旋進頻率即可測得流速。