Вимірювання витрати вихрового датчика потоку здійснюється за принципом Вихрів Кармана. Коли тіло блефа розміщують вертикально в трубі, коли рідина обтікає тіло блефа, регулярні вихрові стовпчики будуть створюватися по черзі з кожної сторони тіла блефа (показано на рис. 1), ці вихори, відомі як "вихри Кармана". Частина опору, що скидає завихрення, називається “блефом”. Частота вихору вихорів пов'язана зі швидкістю руху рідини. Виражене формулою, як показано нижче:
У цьому : f ---- частота висипання вихорів Кармана
Sr ---- число Струхаля
U ---- середня швидкість в трубі
d ---- ширина притоку обличчя тіла блефа
m ---- відношення суми площі потоку з обох боків та площі ділянки вимірювальної труби
U1 - середня швидкість з двох сторін тіла блефа
При цьому : D ---- внутрішній діаметр труби
d ---- ширина притоку тіла притиску (одиниця: мм)
Рис.1
Число Струхаля пов'язане з формою тіла блефа та числом Рейнольдса (показано як діаграма 2). З діаграми Sr є постійною, в основному, коли діапазон числа Рейнольдса ~.
Діаграма 2
Формула миттєвого об'ємного потоку, як показано нижче:
Формула коефіцієнта K, як показано нижче:
У цьому : q ---- об'ємний витрата через датчик потоку (одиниця: м3 / с)
f ---- частота вихорів (одиниця виміру: Гц)
k ---- коефіцієнт вимірювача вихрового датчика потоку (одиниця виміру: м)
U ---- середня швидкість в трубі (одиниця виміру: м / с)
З діаграми 2 видно, що об’ємна витрата вихрового витратоміра пропорційна частоті вихорів. Коефіцієнт вимірювання K пов'язаний лише з геометричним параметром тіла блефа, не пов'язаний з фізичним характером рідини та інгредієнтів.
Загальна формула вихрового витратоміра в проекті, як показано нижче:
У цьому: f ---- частота вивільнення вихорів Кармана (одиниця виміру: Гц)
q ---- об'ємний витрата (одиниця: м3 / год)
Введення Strouhal числа Sr:
Число Струхаля є дуже важливим фактором у вихровому датчику потоку. У певному діапазоні числа Рейнольдса число Строгаля наближається до константи. У діапазоні прямої області Sr≈0,17 на кривій (показано на схемі 2), частота осипання вихорів пропорційна швидкості, тому, поки буде виявлена частота (f), буде отримана швидкість (v), і об'ємна витрата буде отримана відповідно до v. Коли рідина протікає по трубопроводу, а число Рейнольдса знаходиться між ~, число Стругаля розглядається як константа, що може гарантувати точність вимірювання діапазону. Якщо поза діапазоном числа Рейнольдса вище, Sr буде збільшуватися, коли число Рейнольдса зменшується або збільшується, відбудеться нелінійність. Коли число Рейнольдса зменшиться від до, хоча вихори скидаються, точність вимірювання буде знижена через нелінійність. Тож число Рейнольдса ~ буде називатися вимірювальним діапазоном вихрового перетворювача потоку.
