DN50煙氣流量計其工作機理是“卡門渦街”，是一類流體振蕩式的測量儀器。“卡門渦街”的原理是：待測管道流體中放進一根(或數根)非流線型截面的旋渦發生體，等到雷諾數到達特定數值，在旋渦發生體兩側分離出兩串交錯有序的旋渦，此過程具有交替性，我們將這種旋渦叫作卡門渦街 [3] 。在特定雷諾數范圍之間，旋渦的分離頻率同旋渦發生體與管道的幾何尺寸息息相關。數據表明，旋渦的分離頻率同流量存在正相關性，此頻率可通過傳感器獲得。以上渦街流量計與卡門渦街的關系可從圖1看出，二者有如下邏輯關系：

式中：

f 為旋渦分離頻率，Hz ；

S r 為斯特勞哈爾數；

U 1 為旋渦發生體兩側的平均流速，m/s ；

d 為旋渦發生體迎流面的寬度，m；

U 為被測介質來流的平均流速，m/s ；

m 為旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比。不可壓縮流體中，由于流體密度 ? 不變，由連續性方程可得到： m = U / U 1 。

式中：K 為渦街流量計的儀表系數，1 /m 3 。通過式（3）不難看出，儀表系數 K 是渦街流量計的計量特性的定量表征，數據表明，其儀表系數只和其機械結構與斯特勞哈爾數有關，同來流流量并無相關性。

研究發現，蒸汽對渦街流量計計量特性存在較大影響。可總結為三個方面：

首先，從公式（3）中能夠得出，機械結構尺寸 D 、m 、 d 以及斯特勞哈爾數 S r 這些參數與K值大小存在較大關聯性。基于物理原理研究發現，在流體介質條件存在差異情況下，機械結構尺寸的改變一般是與溫度的改變引發的熱脹冷縮效應息息相關。

第二，雷諾數對斯特勞哈爾數 S r 產生較大影響，前者又與粘度密切相關，而粘度的差異性又取決于流體的差異，既而引發斯特勞哈爾數 S r 的區別。

第三，公式（3）的推導過程是以不可壓縮流體為前提的，當換作氣體介質時，由于可壓縮性的區別或許會引發儀表系數產生誤差。以上三個因素對于渦街流量計的影響將在下一節進一步探討。

2 蒸汽介質斯特勞哈爾數的影響

嚴格而言，斯特勞哈爾數是一種相似準則，是在討論流體力學中物理相似和模化是引入的概念 [4] 。其是用來表征旋渦頻率和阻流體特征尺寸、流速關系的。在特定雷諾數區間中，旋渦的分離頻率和旋渦發生體與管道的幾何尺寸密切相關，換言之斯特勞哈數可視為定量。

由圖2可看出，在 R eD =2×10 4  7×10 6 區間內，斯特勞哈數是定值，此也是儀表的正常工作區間。

現實情形下， S r 即便在 R eD =2×10 4  7×10 6 區間內，也與 R eD 的改變發生變化，參照1989年日本制訂的渦街流量計工業標準JISZ8766《渦街流量計——流量測量方法》。2002年加以修訂，把渦街流量計發生體的固定形式歸為兩種，《標準》規定的旋渦設計，發生體依據插入測量管頂端固定與否區別為標準1型與標準2型，它們的 S r 值存在較小區別，詳見表1數據。

標準2型 S r 的平均值是0.25033，它的標準偏差是0.12%；而標準1型為0.3%，現階段我國一般廣泛采用標準1型。而標準2型在日本橫河儀表研制的渦街流量計普遍采用。

通過雷諾數的推導公式不難得出，檢測時，蒸汽和空氣因為粘度的區別，會引發雷諾數存在差異。參照一般實驗情況下三類流體介質的工況差異，它們的運動粘度詳見表2：

式中：

? 表征介質密度；

D 表征管徑；

u 表征流速；

? 表征介質動力粘度；

v 表征介質運動粘度。

通過以上各參數數據不難發現，水的運動粘度低，空氣高，蒸汽介于二者之間。三者比例是1：15：4。所以若使雷諾數一致，應使水的流速小，空氣大，蒸汽在區間取值。在對儀表的系數進行檢定過程中，通常應考慮雷諾數一致時，真實測量過程中的差異性誤差。尤其在蒸汽的測量時，儀表量程的選型是參照在空氣介質下測量獲得的體積流量區間與蒸汽的密度乘積，推導出蒸汽的體積流量區間。這種算法會引發差異性介質下雷諾數的區間差異。細致分析上表可得出，只要雷諾數在既定范圍內，檢定過程中并不會由于介質的不同造成較大的誤差，這個影響可不考慮。但雷諾數不可超出規定區間，否則會引發 S r 的較大差異，造成誤差。

通過表3不難發現，要得出渦街流量計基于低流量的限雷諾數，口徑一致情況下三類介質的小流速應滿足1.0：4.0：15.0的大致比例。所以不可以將空氣介質下的體積流量區間等同于蒸汽介質下的數值。

3 蒸汽介質物理特性影響分析

1873年，荷蘭著名物理學家范德瓦爾斯特實驗室中，發現了水蒸氣的物理性質，得出氣體分子間有著一定作用力，繼而推導出氣體的狀態方程以輔助理論驗證，這就是著名的范德瓦爾斯特氣體狀態方程 [5] 。進一步研究發現，水蒸汽的分子的體積和相互的作用力比較大，無法以理想的氣體狀態方程加以表征。參照范德瓦爾斯特公式（5）的計算過程：

式中：

p 為壓強；

V 為1摩爾氣體的體積；

R 為普適氣體常數；

a 為度量分子間引力的參數；

b 為1摩爾分子本身包含的體積之和。

以上公式（5）中因子 a 和 b 的值因氣體的性質不同而存在差異，一般地，氣體的分子間引力參數 a 與 b 分子體積 表述如表3所示。

         范德瓦爾斯特提出，氣體分子間的吸引力與間距存在負相關性，也就是密度的概念。把此理論使用在渦街流量計的測量過程中，通過表中的數據不難發現，水蒸汽分子間的吸引力a的數值較大，相當于氧氣與氮氣的4倍多。所以，在測量實際氣體時，基于同等壓力條件，水的分子間的吸引力的數值較蒸汽與空氣大得多，而蒸汽又顯著大于空氣。用渦街流量計進行測量時，發生體兩側的位置因為流速加大，引起靜壓力減小，體積擴張，流體密度隨之減小，而水介質由于分子間作用力大，并無明顯膨脹情況。蒸汽的分子間的吸引力比空氣大，所以前者膨脹性更低，密度變化也更小。參考流量的連續性方程得出，因為空氣密度變化更大，所以它的發生體兩側的流量變化較蒸汽介質更大，所以它的儀表系數比蒸汽介質變化更顯著。

技術參數

表2法蘭卡裝參考尺寸（mm）



表3法蘭連接參考尺寸（mm）

DN50煙氣流量計溫壓補償通常指儀表測量的數據是在溫度25度，壓力為一個標準大氣壓為條件下的結果，通常測量現場的溫度和壓力與標準有區別，所以一般儀表都能測量現場溫度與壓力，然后通過計算公式對測量結果進行自動補。
 做計量用的氣體測量時，由于要盡量準確，而工藝條件在不斷變化，即被測氣體的溫度、壓力在不斷變化中，造成被測氣體的密度也就不斷變化，如果不進行溫壓補償，測量的氣體流量肯定不會準確，所以測量時將被測氣體的溫度、壓力引入流量測量系統，使系統通過換算進行補償，這樣就使得測量結果盡量準確。般來說，絕大多數液體不需要補償，而氣體、蒸汽、某些液體的密度會隨溫度、壓力的變化而變化，那么就要進行補償了。
渦街流量計中氣體渦街流量計是比較精準又經濟的流量計，304（316L）材質有多種安裝方式。渦街流量計是否需要溫壓補償，要看實際需要，如果工況偏差不大或要求不高，就不必進行溫壓補償。如果需要*計量，就需要進行補償。補償一般采用現場安裝壓力、溫度傳感器，將壓力、溫度、流量數據上傳至PLC進行計算得到標況流量。
 比如空氣流量的測量，常用的流量計都是當前溫度壓力下的體積流量，但是空氣的體積一定時其質量受溫度壓力影響較大，計算公式為： PV=NRT=>m=MPV/RT 理想氣體狀態方程，其中R是常數，約為8.314J/（mol·K）;P為氣體壓強，單位Pa;M是該物質的摩爾質量（或者混合氣體的平均摩爾質量）;V為氣體體積，單位m3;T為體系溫度，單位K。 為了近似計算，溫度看成常溫20℃（293K），該氣體近似理想氣體。
空氣質量m=29g/mol×101325Pa×1m³÷8.314J/（mol·K）÷293.15K=1205.63g=1.2kg 從公式中可以看出空氣質量與溫度壓力關系很大，所以儀表測量時要先測量出現場的溫度和壓力然后進行自動補償。
還有具體測量時要看具體介質：
1、測量氣體時，需要溫度壓力同時補償；氣體一般都以標準狀況體積流量結算。因為氣體的體積流量溫度或壓力變化時，流量都會改變。
2、測量過熱蒸汽時，需要溫度壓力同時補償；蒸汽一般都以質量流量結算。因為溫度或壓力有任何一個發生變化，蒸汽的密度會發生改變，質量流量也隨之改變。
3、測量飽和蒸汽時，需要單溫度補償或單壓力補償。飽和蒸汽的密度與溫度或壓力有一個固定的對應關系（飽和蒸汽密度表），知道其中的任何一個，都可以確定飽和蒸汽的密度。
4、測量液體時，一般不需要壓力補償，在5MPa以下，一般只考慮溫度影響，為準確測量需要溫度補償。一般測量時，可以不使用任何補償；測量一些碳氫化合物（如原油），一般需要溫度壓力同時補償。
溫壓補償氣體蒸汽渦街流量計的優點如下：
1、大優點是抗振性能特別好，無零點漂移，可靠性高。
2、傳感器的通用性很強，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數控設備加工傳感器的表體和旋渦發生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發生體）的通用性強，從而真正做到不會因零部件的更換而影響傳感器的重復性和精度；能產生強大而穩定的渦街信號。
3、在一定的雷諾數范圍內，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發生體的形狀和尺寸有關。
4、輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號，無零點漂移，精度高，方便與計算機聯網。
5、結構簡單牢固，無可動部件，可靠性高，使用維護方便。
6、檢測元件不與介質接觸，性能穩定，使用壽命長,傳感器采用檢測探頭與旋渦發生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內，不與被測介質接觸，所以渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。
7、測量范圍寬，量程比可達1：10。
8、測量體積流量時不需補償，渦街輸出的信號實際上是與流速成線性關系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補償的目的是為了得到流體的密度，乘以體積流量就得到質量流量，若測量氣體的體積流量就不需要補償