渦街流量計(jì)是利用流動(dòng)振蕩原理來進(jìn)行流量測量的。即在特定的流動(dòng)條件下，流體一部分動(dòng)能產(chǎn)生流動(dòng)振蕩，且振動(dòng)頻率與流體的流速(或流量)有一定關(guān)系。這種流量計(jì)可分為自然振蕩的卡門漩渦分離型和流體強(qiáng)迫振蕩的漩渦進(jìn)動(dòng)型兩種。前者稱為渦街流量計(jì)(vortex shedding flow meter)，后者稱為旋進(jìn)漩渦流量計(jì)(swirl flow meter)。這種流量計(jì)輸出與流量成正比的脈沖信號，可廣泛用于液體、氣體和蒸氣的流量測量。

　　渦街流量計(jì)把一個(gè)漩渦發(fā)生體(如圓柱體、三角柱體等非流線形對稱物體)垂直插在管道中，當(dāng)流體繞過漩渦發(fā)生體時(shí)，會(huì)在其左右兩側(cè)后方交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))，形成渦列，猶如街道旁的路燈，故又有“渦街”之稱，如圖3-17所示。

　　由于漩渦之間的相互影響，漩渦列一般是不穩(wěn)定的。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)兩列漩渦之問的距離h和同列的兩個(gè)漩渦之間的距離l滿足公式h/l=0.281時(shí)，渦街是穩(wěn)定的。此時(shí)漩渦的頻率f與流體的平均速度u (m/s)及漩渦發(fā)生體的寬度d有如下關(guān)系，即

　　f = St u/d

　　式中St為斯特勞哈爾數(shù)(無量綱系數(shù))，它主要與漩渦發(fā)生體的形狀(寬度d)和流體雷諾數(shù)有關(guān).在雷諾數(shù)為2X10的4次方-7X10的6次方時(shí)，St基本上為常數(shù)。而漩渦發(fā)生體寬度d也是定值，因此，漩渦產(chǎn)生的頻率f與流體的平均流速u成正比。所以，只要測得漩渦的頻率f，就可以得到流體的流速u，進(jìn)而可求得體積流量qv。

　　一般來說，渦街流量計(jì)輸出信號(頻率)不受流體物性和組分變化的影響。僅與漩渦發(fā)生體形狀、尺寸以及流體的雷諾數(shù)有關(guān)。其特點(diǎn)是管道內(nèi)無可動(dòng)部件，壓損較小，精確度約為±(0.5%-1%)，量程比可達(dá)20：1或更大。但是，渦街流量計(jì)不適于低雷諾數(shù)的情況，在高黏度、低流速、小口徑的情況下使用受到一定限制。渦街流量計(jì)安裝時(shí)前后要有足夠的直管段長度，上下游的直管段分別不少于20D(D為管道內(nèi)徑)或50D，應(yīng)盡量杜絕振動(dòng)。

　　不同渦街流量計(jì)的信號采集及檢測方法如下：

　　一、差動(dòng)電容法渦街流量計(jì)

　　在渦流發(fā)生體兩側(cè)安裝差動(dòng)電容傳感器，結(jié)構(gòu)如圖9-7(a)。當(dāng)被側(cè)流體繞發(fā)生體兩側(cè)通過時(shí)，由于阻流現(xiàn)象，被測流體產(chǎn)生面層分離，流壓隨成脈動(dòng)，引起彈性金屬膜片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。膜片受壓時(shí)，電容兩極板間距變小，膜片釋壓時(shí)，極板間距恢復(fù)正常，膜片受壓和釋壓過程使電容量發(fā)生周期變化，引起后續(xù)差動(dòng)電容電橋回路中的電流參數(shù)變化(見圖9-7(b)所示)。若將變化信號引入前置放大器，經(jīng)濾波、放大、整形處理，最終形成與流量成正比的數(shù)/模信號。如圖9-7(c)所示。

　　二、應(yīng)力或應(yīng)變式渦街流量計(jì)

　　將對應(yīng)力敏感的壓電晶體埋設(shè)在旋渦發(fā)生體的內(nèi)部，當(dāng)被側(cè)流體通過發(fā)生體兩側(cè)時(shí)，由于交變差壓作用，壓電晶體也會(huì)受到交變應(yīng)力作用，發(fā)出微弱尖刺正向脈沖信號，該信號與旋渦、流量同步且為正比。經(jīng)轉(zhuǎn)換器處理后，同差動(dòng)電容式流量計(jì)一樣，最終形成與流量成正比的數(shù)/模信號。如圖9-8所示。

　　三、熱敏式渦街流量計(jì)

　　從熱力學(xué)可知，將一熱力場置于流體中，若流體順序流動(dòng)，其熱輻射速率將比流體靜止時(shí)要快，若流體的流速交替變化，熱輻射也將交替變化。若熱力場為一自熱式熱敏電阻，其阻值也將隨熱輻射而變化。

　　將自熱式熱敏電阻埋設(shè)于旋渦發(fā)生體的合適位置，當(dāng)流速因旋渦的發(fā)生而產(chǎn)生交替變化時(shí)，會(huì)引起阻值以及電信號變化。如對變化信號進(jìn)行采集、放大、處理，最終也會(huì)產(chǎn)生與流量成正比的數(shù)/模信號。見圖9-9。

　　四、超聲波式渦街流最計(jì)

　　將發(fā)射器和接收器分別置于旋渦發(fā)生體下游段，當(dāng)聲波穿過每對渦向相反的旋渦時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生鏡像波束偏轉(zhuǎn)，在接收器輸入端引起周期性電信號變化。該信號經(jīng)放大、整形、處理，產(chǎn)生與流量成正比的數(shù)/模信號。見圖9-10。