在石油、化工、电力等工业领域，流量测量是生产过程控制和能源管理的关键环节。涡街流量计作为一种常用的流量测量仪表，其工作原理源于一个有趣的物理现象——卡门涡街效应。本文将带您全面了解涡街流量计从流体力学现象到电信号输出的完整工作过程。

卡门涡街：自然界的奇妙现象

1911年，匈牙利科学家西奥多·冯·卡门在研究中发现：当流体以一定速度流过一个非流线型阻流体时，会在阻流体两侧交替产生两列旋转方向相反、排列规则的涡旋，这种规则的涡旋序列被命名为"卡门涡街"。这种现象在自然界中随处可见，比如风吹过电线时发出的嗡鸣声，就是卡门涡街效应产生的。

从涡街到流量：精妙的转换过程

涡街流量计正是巧妙利用了这一物理现象。其在管道中心放置一个特定形状的旋涡发生体（阻流体），当流体流过时，会在发生体后方两侧交替产生有规则的旋涡。

这些旋涡的产生频率与流体的流速成正比，与发生体的宽度成反比，即符合公式：f = St × v/d

其中f为旋涡产生频率，v为流体流速，d为发生体特征宽度，St为斯特劳哈尔数（无量纲常数）。

信号检测：从机械振动到电信号

涡街流量计通过内置的传感器检测旋涡产生的频率。目前主要采用三种检测技术：

压电式传感器：检测旋涡产生的交变压力

电容式传感器：检测旋涡引起的振动位移

应力式传感器：检测旋涡产生的交变应力

这些传感器将检测到的机械振动信号转换为电信号，经过内部信号处理电路的放大、滤波和整形后，输出与流量成比例的脉冲信号或标准电流信号。

智能处理：现代涡街流量计的进阶功能

现代智能型涡街流量计还具备多种高级功能：

内置微处理器进行温度压力补偿

自适应滤波消除振动干扰

自诊断功能实时监测仪表状态

HART/PROFIBUS等通信协议支持

应用优势与局限

涡街流量计具有结构简单、无可动部件、可靠性高、适用介质广等优点，但在低流速测量、强振动环境和高粘度介质应用中存在一定局限性。