卡曼涡流流量计的工作原理是什么?
卡曼涡流流量计是一种利用流体振动原理来测量流体流速或流量的仪器,它基于卡曼涡街(vortex shedding)现象,即当流体通过非流线型障碍物时,在障碍物的下游会周期性地产生旋涡,其频率与流速成正比。
工作原理

当流体经过一个特定形状的障碍物(称为涡流发生体)时,会在障碍物两侧交替形成旋涡,这些旋涡以一定的频率脱落,并且该频率与流体速度之间有确定的关系,卡曼涡流流量计内部通常装有检测元件,如压电晶体或电容式传感器,它们能够感应到由涡流引起的压力变化或振动,进而转换成电信号,这些信号经过处理后可得到流量信息。
结构特点
卡曼涡流流量计主要由以下几个部分组成:
1、涡流发生体:设计用来产生稳定涡流的机械结构。
2、检测器:用于感知涡流并转换为电信号的设备。
3、信号处理器:放大、过滤和转换检测器信号为可用的流量数据。

4、显示和输出单元:显示流量读数,并可能包括模拟或数字输出接口。
优点
1、无移动部件,因此维护成本低,使用寿命长。
2、量程比宽,一般可达10:1甚至更高。
3、对流体的清洁度要求不高,适用于含有一定杂质的流体。
4、可以测量液体、气体和蒸汽等多种介质。

5、输出信号线性好,便于远距离传输和数据处理。
缺点
1、对直管段有一定要求,上下游需要足够的直管长度以保证测量精度。
2、受流体雷诺数影响较大,低流速时可能无法准确测量。
3、温度、压力变化会影响测量精度,需进行相应的补偿。
应用领域
卡曼涡流流量计广泛应用于化工、石油、电力、冶金、供暖通风等行业,可用于过程控制、总量计量、能源管理等场合。
相关问题与解答
q1: 卡曼涡流流量计是否适合测量粘度较高的液体?
a1: 卡曼涡流流量计可以用于测量一定粘度范围内的液体,但高粘度液体可能会影响涡流的形成和脱落频率,从而影响测量精度,对于高粘度流体,可能需要特殊设计的仪表或者采用其他类型的流量计。
q2: 如何提高卡曼涡流流量计的测量准确性?
a2: 要提高卡曼涡流流量计的准确性,可以采取以下措施:确保安装位置有足够的上下游直管段,遵循制造商的安装指导;定期校准和维护流量计;使用适当的雷诺数修正系数;如果流体的温度和压力波动较大,应采用温度和压力补偿措施;确保被测介质符合流量计的要求,避免两相流或含有过多杂质的流体。