DN40氣體流量計利用“卡門渦街”原理。在流體中安放旋渦發生體，流體在旋渦發生體的下游兩側交替地分離出兩列有規律的交錯排列的旋渦，在一定雷諾數范圍內，該旋渦頻率與旋渦發生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關，旋渦的頻率正比于流量。

渦街流量計儀表系數K的影響因素有：

1、管道雷諾數的影響；

2、溫度的影響；

3、氣體 ( 蒸汽) 壓縮性引起的影響。

通過上述渦街流量計的測量原理和影響因素進行全面的分析，渦街流量計在不同介質流量測量中的共性、差異性及安裝應用注意事項如表1所示。

產品特點

（1） 渦街流量計無可動部件，測量元件結構簡單，性能可靠，使用壽命長。

（2） 渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到 1：10。

（3） 渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。

（4） 它造成的壓力損失小。

（5） 精度較高，重復性為 0.5％，且維護量小。

技術參數

公稱通徑：25-300mm

公稱壓力：普通型：1.6MPa，高壓型：2.5MPa、4.0MPa（可定制）

介質溫度：普通型：-20~250℃，高溫型：-20~350℃

精度等級：1.5級

測量流速范圍：5-50m/s

量程比：10:1，20:1

輸出信號：二線制電壓脈沖或（4-20mA）標準電流信號

供電電源：DC 24V，現場顯示型可選3.6V鋰電池供電

本安防爆標志：ExiaCT1~T4

環境條件：溫度（-20-55℃），相對濕度（5-90％），大氣壓力（96-106kPa）

適用介質：氣體、液體、蒸汽

DN40氣體流量計只能測量出工況下的體積流量，所以渦街流量計測量一般氣體或蒸汽時儀表選型一定要考慮溫壓補償功能。通過溫壓補償可以將工況體積流量轉換為質量流量或標況體積流量。測量一般氣體時，補償原理是根據標準氣體狀態方程式: P0V0/T0= P1V1/T1

式中: P0，P1分別為標準狀態下和工況下的壓力( Pa) ; T0，T1 分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度( K) ; V0，V1分別為標準狀態下和工況下的氣體體積。

測量蒸汽時，不能使用標準氣體狀態方程式，飽和蒸氣只需壓力或溫度補償。一般有以下兩種補償方式:

一是當渦街流量計傳感器無內置壓力、溫度檢測元件時，只能在儀表內部做靜態補償，就是輸入固定的溫度和壓力值用于補償。此方法只適用于溫度壓力變化不大的場所。渦街流量計傳感器有內置壓力和溫度檢測元件時，儀表根據所測溫度和壓力判斷蒸汽狀態是屬于飽和蒸氣還是過熱蒸汽，由儀表內部存儲的蒸汽數據庫自動計算質量流量。

二是采用蒸汽流量積算儀，將渦街流量計所測工況體積流量以及溫度和壓力變送器所測信號傳到蒸汽流量積算儀，如圖1所示由蒸汽流量積算儀進行補償運算。蒸汽流量積算儀內置過熱蒸汽以及飽和蒸氣補償算法，可以輸出質量流量、標準體積流量甚至熱量和比焓等。

工作原理

在氣體流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。
設旋渦的發生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：

　f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

　管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)
式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。
　　K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)

圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線

式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。

　　氣體渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量氣體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節流式流量計的理想替代產品。
　　為提高氣體渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發出了SKLUG改進型渦街流量傳感器，因其*的結構和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
　　在實際應用中，往往大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

  為了使用方便，電池供電的就地顯示型氣體渦街流量計采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。

按標準化組織IS07145(在環形截面封閉管道中的流體流量測定—在截面一點的速度測量法)，采用埋入壓電晶體的渦街測速探頭，插入大口徑工業管道內，將卡門旋渦頻率轉換為與流量成正比的電流或電壓脈沖信號或4～20mADC電流信號。下面我們就插入式渦街流量計的安裝方式做個簡單的介紹。
   簡易插入式渦街流量計結構見圖8，球閥插入式渦街流量計結構見圖9，當松動六角螺釘，轉動把手將測頭提高到球閥以上時，關閉球閥，實現不斷流檢修。

插入式渦街流量計安裝特殊要求
1、 插入式渦街流量計安裝垂直度不大于±5°
2、 測頭應插入被測管道的中心位置，其軸線偏離不大于0.02DN
3、 測頭軸線與被測管道軸線之夾角不大于±5°
4、 插入式渦街流量計流向標與流體的流動方向應一致。