当管道中流体介质通过旋涡发生体(三角柱)时,由于局部加速而产生旋涡现象(如图一),此旋涡分成两列交替地出现,这种旋涡列被 称为卡门涡街。旋涡交错分离,在柱体后面的尾流中产生脉动的压力,充在柱体后面(或内部)的检测探头受到这种微小的脉动压力的作用,使埋在探头内的压电晶体元件受到交变应力作用而产生交电荷信号。检测放大器将这种信号进行交换、放大、滤波和信号整形处理后,输出频率与旋涡分离频率相同的电压(或电流)脉冲信号,或经变换处理输出与旋涡分离频率成比例的模拟电流信号。仪表输出的每一个脉冲或一定的电流将代表一定体积的被测流体。一段时间内的输出总脉冲数或模拟电流量的积分,将代表这段时间内流过的流体总和。
卡门涡街的释放频率与三我柱宽度尺寸和流体速度有关,而与介质的温度,压力等特性参数无关。可用下式表示:
f=StV/d……(1)
式中:f-卡门涡街的释放频率
V-介质流速
D-三角柱的宽度
St-斯特罗哈尔数
斯特罗哈尔数是涡街流量计的重要参数,它只与介质的雷诺数…Re有关。只要管道内介质的雷诺数保持在2*104至7*106范围内,斯特罗哈尔数St便保持为一个常数(0.17~0.18),这样便可通过测量旋涡频率信号检测出流体介质的流速,再通过介质的流速计算出介质的流量。