DN50烟气流量计其工作机理是“卡门涡街”，是一类流体振荡式的测量仪器。“卡门涡街”的原理是：待测管道流体中放进一根(或数根)非流线型截面的旋涡发生体，等到雷诺数到达特定数值，在旋涡发生体两侧分离出两串交错有序的旋涡，此过程具有交替性，我们将这种旋涡叫作卡门涡街 [3] 。在特定雷诺数范围之间，旋涡的分离频率同旋涡发生体与管道的几何尺寸息息相关。数据表明，旋涡的分离频率同流量存在正相关性，此频率可通过传感器获得。以上涡街流量计与卡门涡街的关系可从图1看出，二者有如下逻辑关系：

式中：

f 为旋涡分离频率，Hz ；

S r 为斯特劳哈尔数；

U 1 为旋涡发生体两侧的平均流速，m/s ；

d 为旋涡发生体迎流面的宽度，m；

U 为被测介质来流的平均流速，m/s ；

m 为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。不可压缩流体中，由于流体密度  不变，由连续性方程可得到： m = U / U 1 。

式中：K 为涡街流量计的仪表系数，1 /m 3 。通过式（3）不难看出，仪表系数 K 是涡街流量计的计量特性的定量表征，数据表明，其仪表系数只和其机械结构与斯特劳哈尔数有关，同来流流量并无相关性。

研究发现，蒸汽对涡街流量计计量特性存在较大影响。可总结为三个方面：

首先，从公式（3）中能够得出，机械结构尺寸 D 、m 、 d 以及斯特劳哈尔数 S r 这些参数与K值大小存在较大关联性。基于物理原理研究发现，在流体介质条件存在差异情况下，机械结构尺寸的改变一般是与温度的改变引发的热胀冷缩效应息息相关。

第二，雷诺数对斯特劳哈尔数 S r 产生较大影响，前者又与粘度密切相关，而粘度的差异性又取决于流体的差异，既而引发斯特劳哈尔数 S r 的区别。

第三，公式（3）的推导过程是以不可压缩流体为前提的，当换作气体介质时，由于可压缩性的区别或许会引发仪表系数产生误差。以上三个因素对于涡街流量计的影响将在下一节进一步探讨。

2 蒸汽介质斯特劳哈尔数的影响

严格而言，斯特劳哈尔数是一种相似准则，是在讨论流体力学中物理相似和模化是引入的概念 [4] 。其是用来表征旋涡频率和阻流体特征尺寸、流速关系的。在特定雷诺数区间中，旋涡的分离频率和旋涡发生体与管道的几何尺寸密切相关，换言之斯特劳哈数可视为定量。

由图2可看出，在 R eD =2×10 4  7×10 6 区间内，斯特劳哈数是定值，此也是仪表的正常工作区间。

现实情形下， S r 即便在 R eD =2×10 4  7×10 6 区间内，也与 R eD 的改变发生变化，参照1989年日本制订的涡街流量计工业标准JISZ8766《涡街流量计——流量测量方法》。2002年加以修订，把涡街流量计发生体的固定形式归为两种，《标准》规定的旋涡设计，发生体依据插入测量管顶端固定与否区别为标准1型与标准2型，它们的 S r 值存在较小区别，详见表1数据。

标准2型 S r 的平均值是0.25033，它的标准偏差是0.12%；而标准1型为0.3%，现阶段我国一般广泛采用标准1型。而标准2型在日本横河仪表研制的涡街流量计普遍采用。

通过雷诺数的推导公式不难得出，检测时，蒸汽和空气因为粘度的区别，会引发雷诺数存在差异。参照一般实验情况下三类流体介质的工况差异，它们的运动粘度详见表2：

式中：

 表征介质密度；

D 表征管径；

u 表征流速；

 表征介质动力粘度；

v 表征介质运动粘度。

通过以上各参数数据不难发现，水的运动粘度低，空气高，蒸汽介于二者之间。三者比例是1：15：4。所以若使雷诺数一致，应使水的流速小，空气大，蒸汽在区间取值。在对仪表的系数进行检定过程中，通常应考虑雷诺数一致时，真实测量过程中的差异性误差。尤其在蒸汽的测量时，仪表量程的选型是参照在空气介质下测量获得的体积流量区间与蒸汽的密度乘积，推导出蒸汽的体积流量区间。这种算法会引发差异性介质下雷诺数的区间差异。细致分析上表可得出，只要雷诺数在既定范围内，检定过程中并不会由于介质的不同造成较大的误差，这个影响可不考虑。但雷诺数不可超出规定区间，否则会引发 S r 的较大差异，造成误差。

通过表3不难发现，要得出涡街流量计基于低流量的限雷诺数，口径一致情况下三类介质的小流速应满足1.0：4.0：15.0的大致比例。所以不可以将空气介质下的体积流量区间等同于蒸汽介质下的数值。

3 蒸汽介质物理特性影响分析

1873年，荷兰著名物理学家范德瓦尔斯特实验室中，发现了水蒸气的物理性质，得出气体分子间有着一定作用力，继而推导出气体的状态方程以辅助理论验证，这就是著名的范德瓦尔斯特气体状态方程 [5] 。进一步研究发现，水蒸汽的分子的体积和相互的作用力比较大，无法以理想的气体状态方程加以表征。参照范德瓦尔斯特公式（5）的计算过程：

式中：

p 为压强；

V 为1摩尔气体的体积；

R 为普适气体常数；

a 为度量分子间引力的参数；

b 为1摩尔分子本身包含的体积之和。

以上公式（5）中因子 a 和 b 的值因气体的性质不同而存在差异，一般地，气体的分子间引力参数 a 与 b 分子体积 表述如表3所示。

         范德瓦尔斯特提出，气体分子间的吸引力与间距存在负相关性，也就是密度的概念。把此理论使用在涡街流量计的测量过程中，通过表中的数据不难发现，水蒸汽分子间的吸引力a的数值较大，相当于氧气与氮气的4倍多。所以，在测量实际气体时，基于同等压力条件，水的分子间的吸引力的数值较蒸汽与空气大得多，而蒸汽又显著大于空气。用涡街流量计进行测量时，发生体两侧的位置因为流速加大，引起静压力减小，体积扩张，流体密度随之减小，而水介质由于分子间作用力大，并无明显膨胀情况。蒸汽的分子间的吸引力比空气大，所以前者膨胀性更低，密度变化也更小。参考流量的连续性方程得出，因为空气密度变化更大，所以它的发生体两侧的流量变化较蒸汽介质更大，所以它的仪表系数比蒸汽介质变化更显著。

技术参数

表2法兰卡装参考尺寸（mm）



表3法兰连接参考尺寸（mm）

DN50烟气流量计温压补偿通常指仪表测量的数据是在温度25度，压力为一个标准大气压为条件下的结果，通常测量现场的温度和压力与标准有区别，所以一般仪表都能测量现场温度与压力，然后通过计算公式对测量结果进行自动补。
 做计量用的气体测量时，由于要尽量准确，而工艺条件在不断变化，即被测气体的温度、压力在不断变化中，造成被测气体的密度也就不断变化，如果不进行温压补偿，测量的气体流量肯定不会准确，所以测量时将被测气体的温度、压力引入流量测量系统，使系统通过换算进行补偿，这样就使得测量结果尽量准确。般来说，绝大多数液体不需要补偿，而气体、蒸汽、某些液体的密度会随温度、压力的变化而变化，那么就要进行补偿了。
涡街流量计中气体涡街流量计是比较精准又经济的流量计，304（316L）材质有多种安装方式。涡街流量计是否需要温压补偿，要看实际需要，如果工况偏差不大或要求不高，就不必进行温压补偿。如果需要*计量，就需要进行补偿。补偿一般采用现场安装压力、温度传感器，将压力、温度、流量数据上传至PLC进行计算得到标况流量。
 比如空气流量的测量，常用的流量计都是当前温度压力下的体积流量，但是空气的体积一定时其质量受温度压力影响较大，计算公式为： PV=NRT=>m=MPV/RT 理想气体状态方程，其中R是常数，约为8.314J/（mol·K）;P为气体压强，单位Pa;M是该物质的摩尔质量（或者混合气体的平均摩尔质量）;V为气体体积，单位m3;T为体系温度，单位K。 为了近似计算，温度看成常温20℃（293K），该气体近似理想气体。
空气质量m=29g/mol×101325Pa×1m³÷8.314J/（mol·K）÷293.15K=1205.63g=1.2kg 从公式中可以看出空气质量与温度压力关系很大，所以仪表测量时要先测量出现场的温度和压力然后进行自动补偿。
还有具体测量时要看具体介质：
1、测量气体时，需要温度压力同时补偿；气体一般都以标准状况体积流量结算。因为气体的体积流量温度或压力变化时，流量都会改变。
2、测量过热蒸汽时，需要温度压力同时补偿；蒸汽一般都以质量流量结算。因为温度或压力有任何一个发生变化，蒸汽的密度会发生改变，质量流量也随之改变。
3、测量饱和蒸汽时，需要单温度补偿或单压力补偿。饱和蒸汽的密度与温度或压力有一个固定的对应关系（饱和蒸汽密度表），知道其中的任何一个，都可以确定饱和蒸汽的密度。
4、测量液体时，一般不需要压力补偿，在5MPa以下，一般只考虑温度影响，为准确测量需要温度补偿。一般测量时，可以不使用任何补偿；测量一些碳氢化合物（如原油），一般需要温度压力同时补偿。
温压补偿气体蒸汽涡街流量计的优点如下：
1、大优点是抗振性能特别好，无零点漂移，可靠性高。
2、传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用*数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件（特别是旋涡发生体）的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度；能产生强大而稳定的涡街信号。
3、在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
4、输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网。
5、结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。
6、检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长,传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。
7、测量范围宽，量程比可达1：10。
8、测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿