叙述了STGK涡街流量计的工作原理，阐述了STGK涡街流量计的使用方法及注意事项，分析了其产生误差的原因，对STGK涡街流量计的仪表常数（也称流量系数）进行了较为详尽的说明，并给出了仪表常数的修正公式。 

  STGK涡街流量计也称漩涡流量计，利用流体力学中的卡门（Karman）涡街原理工作。即在流体流动的管道中，垂直流向插入一个非流线型的柱状物体（圆柱、三角柱、梯形柱等），当流体绕过柱状物体时，发生附面层分离引起速度增加，局部压力下降，结果形成背压流动，在发生体两侧轮流发出两列并排的漩涡。两侧漩涡旋转方向相反，如图1所示。这种流体力学现象称为卡门涡街。

    卡门涡街列发生的频，式中：f为漩涡列产生的频率，Hz；Sr为斯特劳哈尔数，是一个与柱状体形状、几何尺寸和雷诺数Re有关的无量纲数。Re在2×10⁴~7×10⁶范围内时，Sr几乎仅与柱状体的几何形状和尺寸有关；v₁为发生体（柱状体）两侧流体流动的平均速度，m/s；d为发生体迎流向的直径，m。

    由于在柱状体两侧轮番产生漩涡，产生漩涡时一侧压力下降，就有一个从另一侧到本侧方向的作用力，另一侧产生漩涡时又会产生一个与原来作用方向相反的作用力作用于发生体。这样，发生体便受到一个频率为涡街发生频率的交变作用力（俗称“升力”），这个力可以作为检测涡街发生频率的依据。

    研究表明，d/D=0.28时产生的涡街稳定、规则、强烈，压力损失也适中，所以目前生产的STGK涡街流量计均按d/D=0.28考虑d。

    经推导，管道内流体的流速在一定工况下流过管道流体的体积流量为

    

    式中，K′为工作状态下STGK涡街流量计的仪表常数，脉冲数/m³。

    由式（1）可见，K′与Sr，d，D有关，而Sr取决于发生体的几何形状和尺寸以及一定的雷诺数范围（Re=2×10⁴~7×10⁶）。所以只要在可测流量范围内和工作状态下，流体的黏度和密度能保证Re在上述的范围之内，且当温度变化不大时，K'几乎为一常数。因此只要知道工作状态下的K'值，就可以由所测得的涡街发生频率f计算出工作状态下流体的体积流量。在仪表出厂前，厂方给定的K′值一般为标准状态下的值（或校准状态下的值），这个K'值一般用K表示。因为K与d，D有关，在流过管道的流体的温度变化大时，就应把K修正为K′，K′= K_tK，式中为K_t修正系数。修正后的K′再除以f才能得出工作状态下的流量。

    2 STGK涡街流量计产生误差的原因

    ① STGK涡街流量计口径D选择不当。仪表常数K′与雷诺数有关，只有保证在测量流量范围内选择合适的D，使Re在2×10⁴~7×10⁶范围内时，才可以保证仪表的给定，否则就会产生误差。因此在选择STGK涡街流量计之前应根据工艺条件选择合适的STGK涡街流量计口径。
    ② STGK涡街流量计安装不当。为保证给定的，STGK涡街流量计安装时对上下游直管段长度有要求，对同心度与安装法兰垫片等也有一定要求，达不到安装要求就会产生误差。
    ③ 屏蔽不良。STGK涡街流量计的输出信号一般要经过远距离传输，而生产现场往往有一些大功率的用电设备或动力电网，会对它产生干扰。因此信号电缆必须进行电磁屏蔽并可靠接地， 否则会串入干扰，影响测量。
    ④ 流体流速的波动。当管道中流体的流速波动较大时，会产生脉动现象，进而产生脉动的随机压力，这个脉动压力会对漩涡产生冲击，影响测量。
    ⑤ 管道振动的影响。工艺管道一般与动力设备如压缩机和泵等连接，它们的振动会引起管道的振动，振动过强会影响测量。
    ⑥ 流体中含有气穴。当被测流体为液体且工作压力较低，而液体的饱和蒸汽压又较高时，有可能产生气穴，对漩涡产生强烈冲击，使仪表输出受到影响。设计时应对液体的工作压力进行核算，使其不会产生气穴。
    ⑦ 流体参数的不稳定。仪表常数在一定介质状态下测得，流体的实际工作状态偏离给定状态太多时， K会发生变化，不及时修正会产生较大误差。

    3 STGK涡街流量计的使用

    1）安装时必须按说明书要求保证足够长度的直管段。一般要求至少应保证：下游有5D以上的直管段，上游视情况不同保证（20~50）D的直管段。
    2）变送器安装完毕后，使管道充满静止流体，接通电源，输出接示波器检查并调整零点。检查与零点调整后，使管道内充满稳定流动的流体，用示波器观察STGK涡街流量计频率输出的波形，调整触发灵敏度使波形均匀、稳定。
    3）仪表常数的修正

    

    式中：d₀为标准状态（或校准状态）下的d，m；D₀为标准状态（或校准状态）下的D，m。

    根据d/D=0.28，把d用D表示（或把D用d表示）代入式（2），整理得K/（脉冲数·m^-3）的近似表达式

    

    在工作状态下，K′=K_tK

    根据d=0.28D及式（1）知

    式中：d为工作状态下，d=d₀[1+β_d（t-t₀）]，其中β_d为发生体材质平均线膨胀系数；D为工作状态下，D=D₀[1+β_D（t-t₀）]，其中β_D为管道材质平均线膨胀系数。

    

    由上述分析可知，K′与D和_d有关，二者材质不同，其线膨胀系数也不同。式（3）中的β应为两种材质的平均线膨胀系数。

    式（3）可以按幂级数展开，取近似式，得

    K′=K_tK=[1-3β（t-t₀）]K
    则K′=1-3β（t-t₀）         （4）

    只要知道仪表出厂时的K值，再由式（4）求出K_t， 即可得到K′，这样就可按照测出的工作状态下的频率求出工作状态下的体积流量。

    4）由工作状态下的体积流量求出标准状态下的体积流量

    有时为了计量和比较，往往需要知道标准状态下的体积流量，这就要求把工作状态下的体积流量换算成标准状态下的体积流量。

    （a）对于液体

    如果工作状态下的体积流量为Q，标准状态下的体积流量为Q_n，则在一般压力下

    

    式中：μ为流过管道流体的体膨胀系数；t为工作状态下的温度；t₀为标准状态下的温度。

    按幂级数展开，取近似，得

    Q_n=Q[1-μ（t-t₀）]

    （b）对于基本符合理想气体状态方程的气体

    

    式中：T_n为标准状态下的温度，K；T为工作状态下的温度，K，T=273.15+t；P为工作状态下的压力（压力），MPa；P_n为标准状态下的压力（压力），MPa；Q_n为标准状态下的体积流量，m³/s；Q为工作状态下的体积流量，m³/s。