渦街流量計(jì)LUGB工作原理，流體振蕩中的流量密碼

　　在石油化工、天然氣輸送及工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，精確測(cè)量氣體、液體及蒸汽流量是保障生產(chǎn)效率與能源管理的關(guān)鍵。渦街流量計(jì)LUGB作為基于流體振蕩原理的新一代流量?jī)x表，憑借無(wú)活動(dòng)部件、測(cè)量范圍寬等優(yōu)勢(shì)，成為復(fù)雜工況下的可靠選擇。其精準(zhǔn)測(cè)量能力，源自獨(dú)特的“卡門(mén)渦街”物理現(xiàn)象。
 

　　一、核心原理：卡門(mén)渦街的規(guī)律振蕩

　　渦街流量計(jì)LUGB的工作基礎(chǔ)是卡門(mén)渦街效應(yīng)——當(dāng)流體以一定速度流經(jīng)垂直于流動(dòng)方向的非流線(xiàn)型阻流體時(shí)，會(huì)在阻流體下游兩側(cè)交替分離出兩列規(guī)則的漩渦。這些漩渦如同街道兩旁的建筑群形成的有規(guī)律氣流擾動(dòng)，故被稱(chēng)為“渦街”。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)雷諾數(shù)（Re）處于47-10?范圍內(nèi)，漩渦的分離頻率（f）與流體的平均流速（v）成正比，且僅與阻流體的特征寬度（d）相關(guān)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：f=St×v/d（St為斯特勞哈爾數(shù)，無(wú)量綱常數(shù)，通常在0.14-0.27之間，與雷諾數(shù)和旋渦發(fā)生體形狀有關(guān)）。

　　二、信號(hào)轉(zhuǎn)換：從渦街頻率到流量數(shù)值

　　阻流體下游的漩渦交替脫落會(huì)產(chǎn)生周期性變化的橫向脈動(dòng)壓力。渦街流量計(jì)的傳感器緊貼旋渦發(fā)生體下游安裝，負(fù)責(zé)捕捉這種壓力脈動(dòng)信號(hào)。壓電元件將壓力波動(dòng)轉(zhuǎn)換為微弱的電信號(hào)，再經(jīng)放大器濾波、整形后輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)。通過(guò)預(yù)先標(biāo)定的公式Q=A×v=A×(f×d/St)（Q為體積流量，A為管道橫截面積），將脈沖頻率f轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的流體流速v，最終計(jì)算出實(shí)時(shí)流量值。

　　三、關(guān)鍵設(shè)計(jì)：穩(wěn)定與精度的保障

　　為確保斯特勞哈爾數(shù)St在復(fù)雜工況下保持恒定，LUGB型渦街流量計(jì)的旋渦發(fā)生體采用等腰三角形柱體，這種結(jié)構(gòu)能在較寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)維持St≈0.18-0.20的穩(wěn)定值。同時(shí)，傳感器需具備抗振、耐高溫和抗干擾能力。管道內(nèi)流速需大于一定閾值，以避免低流速下漩渦信號(hào)微弱導(dǎo)致的測(cè)量失效。

　　從卡門(mén)渦街的規(guī)律振蕩到電信號(hào)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，渦街流量計(jì)LUGB通過(guò)解析流體自身的運(yùn)動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流量參數(shù)的非接觸、高可靠性測(cè)量。這種基于物理原理的直接檢測(cè)方式，使其在能源計(jì)量、過(guò)程控制等領(lǐng)域成為“流量密碼”的破譯者。