一、卡門渦街效應原理

1. 現象描述 當流體以一定流速繞過非流線型阻流體（如三角柱、圓柱）時，會在阻流體后方兩側交替產生成對漩渦，形成有規律的漩渦列（如圖）。

   （注：示意圖需實際插入）
2. 關鍵公式 漩渦分離頻率（f）與流速（v）、阻流體寬度（d）的關系由 ** 斯特勞哈爾數（Strouhal Number, St）** 決定：\(St = \frac{f \cdot d}{v}\)
   • 當雷諾數（Re）在 \(2 \times 10^4 \sim 7 \times 10^6\) 范圍內時，St 為常數（約 0.15~0.21），因此可通過測量頻率 f 計算流速 v。

二、渦街流量計工作流程

1. 核心部件
   • 阻流體：常見形狀為三角形柱體（抗干擾能力強）或圓柱體。
   • 檢測元件：用于感知漩渦引起的壓力 / 振動變化，類型包括：
     • 壓電傳感器：通過漩渦壓力波動產生電荷信號（響應快，耐溫≤250℃）。
     • 電容式傳感器：檢測阻流體兩側電容變化（耐溫可達 400℃）。
     • 超聲波傳感器：測量漩渦引起的流速差（非接觸式，抗腐蝕）。
   • 信號處理單元：將頻率信號轉換為流量值（\(Q = v \cdot A\)，A 為管道截面積）。

三、渦街流量計的特點

優點

• 無機械運動部件：可靠性高，維護量低。
• 高精度：液體測量精度可達 ±0.75%，氣體 / 蒸汽 ±1%~±1.5%。
• 寬量程比：通常為 1:10，部分型號達 1:20。
• 適用介質廣：可測液體、氣體、蒸汽及部分兩相流。

缺點

• 流速依賴性：低流速（雷諾數\(Re < 2 \times 10^4\)）時漩渦不穩定，誤差增大。
• 安裝要求高：需上下游直管段（上游≥10D，下游≥5D，D 為管徑）。
• 抗振動能力弱：外界振動可能干擾信號。

四、典型應用場景

1. 蒸汽流量測量
   • 需配置溫度 / 壓力補償模塊，因蒸汽密度隨工況變化顯著。
   • 例：熱電廠蒸汽管道、鍋爐蒸汽輸出監測。
2. 氣體流量測量
   • 適用于空氣、天然氣、氮氣等清潔氣體，不適用于高濕度或含顆粒氣體。
3. 液體流量測量
   • 可測水、油等低粘度液體，避免用于高粘度或易結晶介質。

五、選型與安裝要點

1. 選型參數
   • 管徑：匹配管道內徑（DN15~DN3000）。
   • 介質參數：溫度、壓力、密度、粘度。
   • 輸出信號：4-20mA、脈沖、RS485（Modbus）等。
2. 安裝要求
   • 直管段：上游至少 10 倍管徑，下游 5 倍管徑（若有彎頭、閥門需延長至 20D）。
   • 流向：流體方向與流量計箭頭一致，水平或垂直安裝（垂直安裝時流體需自下而上）。
   • 防振：遠離泵、壓縮機等振動源，必要時加裝支架。

六、常見故障與處理

七、與其他流量計的對比

總結