何为契式流量计？深入浅出流量测量技术

流量测量在工业生产、科研实验乃至日常生活都扮演着至关重要的角色。从石油输送的*控制，到自来水的日常供应，都需要精确可靠的流量计量装置。而契式流量计，作为一种*应用的流量测量仪表，其工作原理和应用场景值得我们深入探讨。本文将带您了解契式流量计的定义、工作原理、优缺点以及应用案例。

什么是契式流量计？

契式流量计，也称为旋涡流量计或涡街流量计，是一种利用卡曼涡街效应测量流体流量的仪表。其核心部件是一个具有特定几何形状的旋涡发生体，安装在管道中。当流体流过旋涡发生体时，会在其下游形成交替排列的卡曼涡街。这些涡街的脱落频率与流体的速度成正比，通过测量涡街的频率，即可计算出流体的流量。

卡曼涡街效应：核心原理详解

理解契式流量计的关键在于理解卡曼涡街效应。当流体流过钝体（例如旋涡发生体）时，会在其下游形成交替排列的涡流，即卡曼涡街。这种现象是由德国物理学家冯·卡曼发现的，因此被称为卡曼涡街效应。

涡街频率: 卡曼涡街的脱落频率（f）与流体速度（v）成正比，并与旋涡发生体的特征尺寸（d）有关。 数学关系可简化为：f = St * v / d，其中St为斯特劳哈尔数，是一个与流体雷诺数和旋涡发生体形状相关的无量纲常数。 St值在实际应用中需要通过实验确定或查阅相关资料获得，不同的旋涡发生体形状其St值也不相同。

频率检测: 契式流量计通过传感器（例如压电晶体传感器或热膜传感器）检测卡曼涡街的脱落频率，并将频率信号转换为流量信号。 传感器的位置和灵敏度直接影响测量精度。

契式流量计的优势与劣势

相较于其他类型的流量计，契式流量计具有诸多优势：

宽量程: 契式流量计能够测量较宽的流量范围，通常可以达到10:1甚至更高。 *: 在合适的工况下，契式流量计可以达到较高的测量精度，通常可以达到±0.5%~±1%FS。 无活动部件: 契式流量计没有活动部件，因此可靠性高，维护量低。 测量范围广: 契式流量计可以测量各种液体和气体，应用范围*。

然而，契式流量计也存在一些不足：

对流体特性敏感: 契式流量计的测量精度受流体粘度、密度和温度的影响。因此，在实际应用中需要考虑流体性质对测量结果的影响，并进行相应的补偿。 安装要求较高: 为了保证测量精度，契式流量计的安装需要满足一定的直管段要求，以避免上游扰动影响测量结果。 成本相对较高: 相较于一些简单的流量计，契式流量计的成本相对较高。

契式流量计的应用案例

契式流量计*应用于石油、化工、电力、水处理等行业，例如：

石油天然气行业: 测量原油、天然气等流体的流量，实现生产过程的*控制和计量。 电力行业: 测量锅炉给水、冷却水等流体的流量，确保电力系统的稳定运行。 水处理行业: 测量污水处理过程中的各种流体的流量，监控处理效果。 食品饮料行业: 用于测量各种液体物料的流量，确保生产过程的质量控制。

案例分析：某化工厂的应用

某化工厂使用契式流量计测量生产过程中重要反应物A的流量，该反应物A具有较高的粘度。在实际应用中，工程师们通过选择合适的旋涡发生体形状以及进行温度补偿，有效提高了测量精度，保证了生产过程的稳定性和产品质量。此案例体现了针对不同流体特性选择合适的契式流量计以及进行必要补偿的重要性。

总而言之，契式流量计是一种性能优良的流量测量仪表，其基于卡曼涡街效应的测量原理简单可靠，*应用于各种工业过程和科研领域。然而，在选择和应用契式流量计时，需要充分考虑其优缺点以及流体特性等因素，才能确保测量结果的准确性和可靠性。