渦街基本原理

流體流經(jīng)阻擋體或者是特制的元件時，產(chǎn)生了流動振蕩，通過測定其振蕩頻率來反映通過的流量。

渦街產(chǎn)生原理

在流體中設置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列，渦列的形成與流體雷諾數(shù)有關。

旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件，它與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關，對它的要求如下。

①能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；

②在較寬的雷諾數(shù)范圍內，有穩(wěn)定的旋渦分離點，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；

③能產(chǎn)生強烈的渦街，信號的信噪比高；

④形狀和結構簡單，便于加工、安裝和組合；

⑤材質應滿足流體性質的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫變；

⑥固有頻率在渦街信號的頻帶外。

n已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類,單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。

流量計檢測旋渦信號一般有5種方式

1）用設置在旋渦發(fā)生體內的檢測元件直接檢測發(fā)生體兩側差壓；

2）旋渦發(fā)生體上開設導壓孔，在導壓孔中安裝檢測元件檢測發(fā)生體兩側差壓；

3）檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流；

4）檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓；

5）檢測尾流中旋渦列。

根據(jù)這5種檢測方式，采用不同的檢測技術（熱敏、超聲、應力、應變、電容、電磁、光電、光纖等）可以構成不同類型的VSF。

旋渦頻率檢測方法，大致分為兩類

一類是檢測旋渦發(fā)生時流速變化，采用的元件有熱絲、熱敏電阻、超聲波探頭等；

另一類是檢測旋渦發(fā)生時壓力變化，采用的檢測元件有壓電元件、應變元件、膜片+壓電、膜片+電容等。

熱敏檢測元件靈敏度高，適用于較低溫度（小于200度）和較低密度的氣體測量。但因熱敏電阻用玻璃封裝，較脆弱，故易受污物、有害物質等影響。

壓電元件耐臟，應用較廣。但抗震性較差、信噪比較低，如測低密度、低流速氣體，環(huán)境振動較大就不宜選用。在常溫下，壓電陶瓷是絕緣的，阻抗為10~100兆歐。如300度高溫，阻抗會降到1兆歐，輸出信號變小，導致系統(tǒng)低頻性惡化，不利于測量。

檢測元件檢測方法舉例

圓柱發(fā)聲體檢出部分的軸向兩側開并列的偶數(shù)導壓孔，導壓孔與檢測棒內的空腔相通?？涨粌扔懈魤?，把空腔分隔成二部分，在隔墻中，裝有通電流的鉑電阻絲。當圓柱檢測棒的側后方產(chǎn)生旋渦時，有旋渦的一邊靜壓大于無旋渦的一邊，于是通過導壓孔引起空腔內流體的移動，使得熱電阻絲冷卻而改變阻值，在通過電橋輸出電信號。

三角柱檢測器正面用低溫玻璃封裝的兩只熱敏電阻為電橋的橋臂，它由恒流源供給的微弱電流予以加熱。流體在檢測器兩側交替產(chǎn)生旋渦，產(chǎn)生旋渦的一側，流速較大，致使靠近這一側的熱敏電阻溫度降低而阻值升高，造成電橋不平衡，從而輸出與旋渦產(chǎn)生的頻率一致的交變電壓信號。

把圓柱做成空心，中間放入一個加熱的電阻絲，在隔板層開幾個導壓孔，當一側產(chǎn)生渦列時，P變化（脈動），另一側未變，所以流體經(jīng)過導壓孔突然流過電阻絲，使之冷卻，溫度降低，電阻減小，另一側再產(chǎn)生渦列時，流體反而再次冷卻，電阻減小,測出電阻下降的次數(shù)就可以推出頻率f。