1 旋渦流量計工作原理

    旋渦流量計又稱渦街流量計，它是利用有規律的旋渦剝離現象來測量流體流量的。如圖1所示，在管道中垂直于流體流動方向插入一根非流線形的阻流體（也叫旋渦發生體），當流體的雷諾數達到一定數值時，流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩列規則的交錯排列的旋渦渦街，在一定的流速范圍內，旋渦的分離頻率正比于流量。

    如果設兩列旋渦間的距離為h，同列相鄰兩個旋渦間的距離為L，則當h/L=0.281時，所產生的旋渦是周期性和穩定的。此時，對于圖1所示圓柱形旋渦發生體產生的旋渦，其單側頻率f可表示為式中：f為單側旋渦頻率，Hz；St為斯特勞哈爾數，無量綱，數值大小與旋渦發生體形狀和流體雷諾數有關；v為流體平均流速，m/s；d為圓柱體直徑，m。

    當流體雷諾數在2×104～7×106范圍（這是儀表的正常工作范圍）之內時，斯特勞哈爾數可視為常數，這時，旋渦產生的頻率與流體平均流速成正比，測得頻率f即可求得流體的體積流量（1-2）。

    旋渦頻率的測量可采用熱、電、聲等多種方法，如熱敏檢測法、應力檢測法、電容檢測法、超聲檢測法等，這些方法是利用敏感元件把旋渦處的壓力、流速或密度等參數的周期性變化轉換為周期性的電信號，然后經放大整形等處理后得到方波脈沖，zui后由二次儀表顯示、記錄或累積（1）。

    2 旋渦流量計在鍋爐送風流量測量中的應用

    送風流量是電站鍋爐非常重要的熱工參數之一，其大小不僅可反映送風機的工作狀態，同時也是組建燃燒自動控制系統*的變量（1）。

    送風管道的橫截面多為矩形，且情況比較復雜，流量的測量存在一定的難度。本文采用旋渦流量計對送風流量進行測量，收到了比較好的效果。

    2.1 測量系統構成及原理

    旋渦流量測量系統由傳感器、轉換器及顯示/記錄儀等組成。如圖2所示。其中，傳感器主要包括旋渦發生體和旋渦檢測器，用于把待測送風流量轉換成相應的頻率信號；轉換器將變送器輸出的頻率信號進行放大和整形等處理，zui后輸出4～20mADC標準信號；顯示/記錄儀接收轉換器的輸出信號，顯示/記錄待測送風流量的大小。

 2.2.2 安裝問題

    1）在選擇安裝場所時，應盡量避開強電設備、高頻設備、強開關電源、高溫熱源、輻射熱源、高濕環境及強腐蝕氣氛等，并應盡量避免碰撞沖擊和機械振動，尤其是在水平面上與管道軸線垂直方向上的振動。鍋爐送風管道的機械振動比較大，這是使用旋渦流量計遇到的zui大問題。旋渦流量計在管道振動慣性力的作用下，會產生振蕩干擾，當被測介質流速較大時，就會使波形失真，干擾脈沖輸出數量（4），進而影響測量精度。實際中，可考慮采用安裝管道支架、加裝減振裝置或加強濾波等措施，當然也可選擇抗振型旋渦流量計，它可在一定程度上減小振動對流量測量精度的影響。

    2）旋渦流量計對脈動流、旋轉流及流速分布畸變等流動特性的影響比較敏感，必須注意上、下游阻流件（如閥門、溫度傳感器等）的分布，并保證上、下游有足夠的直管段長度。對于被測流體的脈動頻率，如果其處在旋渦流量計的頻帶之內時，會對測量精度產生影響，尤其是在脈動頻率與旋渦頻率合拍時，會破壞儀表的正常工作，甚至損壞儀表。必要時，可考慮在旋渦流量計上游管路上加裝緩沖器或節流孔板，以衰減脈動壓力，減小脈動對測量的影響。

    3）配管內徑DP應與流量計內徑DN相同，如有差異，則應滿足0.98DN≤DP≤1.05DN，否則會增大測量誤差。在安裝旋渦流量計時，應保持流量計與測量管道同心，其不同心度應小于0.05DN，如果安裝偏心，則會降低測量精度。

    2.2.3 使用與維護問題

    1）目前所使用的旋渦流量計多為智能型儀表，儀表安裝好后，為保證流量測量精度，用戶必須根據自己的實際需要準確設置有關參數，主要包括：流體類型選擇、流體zui小密度設定、儀表系數（根據實際管徑、常用流速及管道粗糙度等確定）的設定、標準工作溫度和壓力設定、截止頻率設定、量程設定及輸出參數（4～20mA或脈沖）選擇等。智能型旋渦流量計都具有流量校正和自診斷功能，它可根據不同工況自動進行相關參數的校正和誤差分段修正，這可在一定程度上提高流量測量的準確度。