热工测量仪表

热工测量仪表第1页，共51页，2023年，2月20日，星期日1测量的定义根据国际通用计量学基本名词的推荐“测量是以确定量值为目的的一组操作”。这里的量值均指物理量而言。测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。第2页，共51页，2023年，2月20日，星期日测量方法的分类有许多种，按如何取得测量结果进行分类有：(1）直接测量法，就是将被测量直接与所选用的标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪表进行测量，从而直接得出测量值的方法。如用钢卷尺测长度，用玻璃管水位计测水位等。(2)间接测量法，即利用被测量与某些量有确知的函数关系，用直接测量法测得这些有关量的数值，代入已知的函数关系算出被测量的数值。例如，通过测量导线电阻、长度以求出电阻率，节流装置通过测量差压、温度、压力从而测出流量等。第3页，共51页，2023年，2月20日，星期日(3)组合测量法，当被测量与直接测量的一些量不是一个函数关系，需要求解一个方程组才能取得时即为组合测量。如测量某电阻的温度系数，其电阻值与温度的关系为：

Rt=Ro(l+At+Bt2)，式中Rt是温度为toC时电阻的数值，可以直接测得；温度t也可直接测得。要取得系数A和B，需要解一个二元一次方程组。第4页，共51页，2023年，2月20日，星期日2测量误差的概念测量所得的值与被测事物的真实值之间的差异。在实际测量时，无论什么样的测量仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值，这个差值就是误差。第5页，共51页，2023年，2月20日，星期日测量误差的表示方法误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。（1）绝对误差仪表的指示值与被测量值之间的差值，称为绝对误差,即:

绝对误差=指示值—实际值

工作中通常可用标准表的指示值作为被测量的实际值。（2）示值相对误差

示值绝对误差与被测量实际值比值的百分数，称为示值相对误差（或相对误差）（3）满度相对误差

所有示值绝对误差中最大值与仪表量程之比的百分数，称为满度相对误差（或引用误差）

。工作中，一般采用满度相对误差来反映仪表的准确程度。第6页，共51页，2023年，2月20日，星期日3测量误差的主要来源(1)器具误差——计量器具本身所具有的误差。由仪器、仪表本身及其附件所引入，出于仪器的电气或机械性能不完善所产生的误差。例如，电桥中的标准电阻、示波器的探极线等都含有误差。仪器、仪表的零位偏移，刻度不准确，以及非线性等引起的误差均属于仪器误差。(2)环境误差——由于实际环境条件与规定条件不一致所引起的误差。又称为影响误差，是指由于受到温度、湿度、气压、电磁场、机械振动、声音、光、放射性等影响所造成的附加误差。其中温度影响是最见的。第7页，共51页，2023年，2月20日，星期日(3)人员误差——测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。由于人的感觉器官和运动器官的限制所造成的误差。例如，读错刻度、念错读数等。对于某些需借助于人眼、人耳来判断结果的测量，以及需进行人工调节等的测量工作，均会引入人身误差。(4)方法误差——测量方法不完善引起的误差，又称为理论误差。是指由于使用的测量方法不完善、理论依据不严密所产生的误差，即凡是在测量结果的表达式中没有得到反映的因素，而实际上这些因素又起作用时所引起的误差。例如，用标准准孔板测量气体流量时没有加上温压补偿，就会引起测量误差。第8页，共51页，2023年，2月20日，星期日4测量误差的分类根据测量误差的性质及产生的原因，测量误差可以分为3大类。系统误差

在同一测量条件下，对同一被测参数进行多次重复测量，误差的数值大小和符号都相同或按照某个确定规律变化，此种误差称为系统误差。一般可以通过实验的方法找到系统误差的变化规律及产生的原因，并对测量结果加以修正，或者采取一定的措施，如改善测量条件和改进测量方法等，使系统误差减小或消除，从而得到更加准确的测量结果。第9页，共51页，2023年，2月20日，星期日随机误差

在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，误差的数值大小在一定范围内随机变化，符号的变化也不可预见，这就称为随机误差。随机误差也叫偶然误差。

随机误差是由于测量过程中许多独立的、微小的偶然因素(如仪器仪表中传动部件的间隙和摩擦，振动或冲击等干扰、温度或湿度变化干扰、交流电源或电磁场变化等)所引起的综合结果，表现为具有随机性，随机误差使得测量数据存在分散性。大多数情况下，随机误差的统计特性服从正态分布，另外还有三角分布、梯形分布、均匀分布第10页，共51页，2023年，2月20日，星期日

粗大误差

明显歪曲了测量结果的异常误差称为粗大误差。含有粗大误差的测量值属于错误的测量值，一般称为坏值，正常的测量结果中不应含有坏值，应根据统计检验方法的某些准则判断哪个测量值是坏值，然后从测量数据组中加以剔除。

粗大误差产生的原因可能是由于人为的操作失误，包括观测者粗心大意导致操作不当或读数错误等。另外，测量设备突然出现异常或测量条件的突然变化引起仪器产生不易察觉的故障，以及异常的或很大的外界干扰等因数都可能导致粗大误差。

一般而言，对于测量结果的处理，首先是判断并剔除粗大误差，接下来，研究的误差项通常只有系统误差和随机误差两种，所以在评价测量结果时就常采用系统误差与随机误差来衡量。第11页，共51页，2023年，2月20日，星期日5测量仪表的主要质量指标精确度（简称精度）它是仪表精密度和准确度两者的总和,是指在规定的工作条件下,仪表最大允许误差相对于仪表测量范围的百分数。

自动检测仪表的精度等级，是按规定满度相对误差的一列标准值来分级的(0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0)。仪表精度等级规定了仪表在额定使用条件下最大误差不得超过的数值。第12页，共51页，2023年，2月20日，星期日

稳定性系指仪表示值不随时间和使用条件变化的性能。时间稳定性以稳定度表示，即示值在一段时间内随机变动量的大小。使用条件变化的影响用影响误差表示。如环境温度的影响，是以温度每变化一度示值变化多少来表示。灵敏度仪表在稳定状态下输出微小变化与输入微小变化之比，即:S=dy/dx

式中dy是仪表示值的微小变化；dx是被测量的微小变化。灵敏度是仪表输出输入曲线上各点的斜率。第13页，共51页，2023年，2月20日，星期日变差是指仪表正向特性与反向特性不一致的程度，以正、反向特性之差的最大者与仪表量程之比的百分数表示。复现性复现性是指同一条件下对同一被测量多次重复测量其示值不一致的程度，动态特性是指仪表示值跟随被测量随时间变化的能力，一般用被测量初始值为零作单位阶跃变化时，仪表示值随时间变化所显示的时间特性来评价。(1)上升时间：示值从稳态值的5%变到95%所需的时间。(2)响应时间：示值从开始变化到进入稳态值加减基本允许误差范围内所需时间。(3)过冲量：示值最大振幅与稳态值之差对稳态值的百分数。第14页，共51页，2023年，2月20日，星期日6温度与温标温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。为了能定量地表示物体的温度，就必须选择一个衡量温度的标尺，这个标尺，就是温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标（°C）、热力学温标(K)和国际实用温标。理解：温标是温度的量化表示方法。第15页，共51页，2023年，2月20日，星期日华氏温标(华氏度，oF)华氏温标是由德国物理学家华伦海特在1714年发明的。他把一个大气压下冰的融点定为32度，水的沸点定为212度，并将其中间区段划分为180等分，每一等分称为华氏1度，这就是华氏温度，用“F”表示。我国不常使用华氏温标，但在外国，特别是英美，目前仍在广泛使用这种温标。摄氏温标(摄氏度，oC)摄氏温标是由瑞典人摄尔休斯在1724年发明的，摄氏温标把标准大气压下冰的融点定为零度，水的沸点定为100度，并将其中间划分为100等分，每一等分称为摄氏1度(oC)。一般用字母t表示摄氏度数。摄氏温标是工程上通用的温度标尺。它与华氏温标有如下关系：

m=1.8n+32(oF)n=(m-32)×5/9(oC)

式中m和n分别为华氏和摄氏温度值。上述两种温标系统称为经验温标。第16页，共51页，2023年，2月20日，星期日热力学温标（开尔文，K）经验温标的一个明显缺点是，总是与某种物质的性质有关。1848年英国物理学家开尔文在热力学第二定律基础上建立了热力学温标，这是一种理想的温标，它与工质的性质无关，但热力学温标是纯理论的，无法直接实现。在热力学中从理论上证明，热力学温标与理想气体温标是完全一致的。所以通常借助于气体温度计来复现热力学温标。第17页，共51页，2023年，2月20日，星期日国际实用温标

气体温度计装置系统复杂，不适宜于实际应用。于是人们又制定了一种通用的国际实用温标。它测定的温度很接近热力学温标，所用单位也与热力学温标相同。现在通用的国际实用温标(IPTS-68)是国际计量委员会在1968年所制定的。

IPTS-68同时使用国际实用开尔文温度和国际实用摄氏温度。T68与t68之间的关系为：

t68=T68-273.15

式中，T68的单位是开尔文(K)，t68的单位是摄氏度(oC)。IPTS-68还选择了一些纯物质的平衡态温度作为温标基准点．规定了不同温度范围内的基准仪器。第18页，共51页，2023年，2月20日，星期日

7热电偶测温基本原理两种不同的导体或半导体两端相接成闭合回路，当两接点分别处在不同的温度T和T0时，则在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象称为赛贝克效应，也称热电效应。热电偶就是基于热电效应而工作的。热电势由接触电势和温差电势两部分组成。直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势或温度。第19页，共51页，2023年，2月20日，星期日8热电偶的四个基本定律均质导体定律

由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消，回路中总电势为零。

可见，热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。中间导体定律

在回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。

应用：在热电偶实际测温线路中，冷端经铜导线与显示仪表连接构成测温系统。根据中间导体定律，只要连接线两端温度相同，这种测量接线方式就不会产生附加误差。第20页，共51页，2023年，2月20日，星期日中间温度定律

回路两接点（温度为T、T0）间的热电势，等于在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中间温度。

应用:由于E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0摄氏度时，不能利用已知回路实际热电势E（t,t0)直接查表求取热端温度值；也不能利用已知回路实际热电势E（t,t0)直接查表求取的温度值，再加上冷端温度确定热端被测温度值，需按中间温度定律进行修正。参考电极定律

这个定律是专业人士才研究、关注的，一般生产、使用环节的人士不太了解，简单说明就是：用高纯度铂丝做标准电极，假设镍铬-镍硅的正负极分别和标准电极配对，他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。

第21页，共51页，2023年，2月20日，星期日９热电偶的冷端补偿方法热电偶的热电势是以冷端为零度作标准来设计制造和分度标定的。然而，通常测量时仪表是处于室温之中的，由于冷端不为零度，造成热电势差减小，使测量不准，出现错误。一般采用以下三种方法解决：冷端冰点法

第22页，共51页，2023年，2月20日，星期日冷端保持为0℃的方法如图所示，将热电偶两个热电极的自由端分别插到广口冰点器中的玻璃试管底部，并与底部存有少量的水银相接触。水银上面放变压器油，并用石蜡封结，防止水银蒸汽影响人体健康。插入水银的热电偶自由端分别由铜导线引出，接至显示仪表。为了人体健康，玻璃试管中也可不装水银而只装变压器油。冰点器中的冰块要尽量碎并与蒸馏水均匀混合。此法多用于实验室、检定室中，工业现场难用此法。第23页，共51页，2023年，2月20日，星期日计算修正法在工业生产中，甚至在某些仪表室里，由于条件的限制冷端往往暴露在环境温度（但其值不变）下，这时可以对冷端温度进行修正。根据中间温度定律，可计算出热端实际值。线路补偿法在实际使用中热电偶冷端温度很难保持不变，按照上述查分度表计算的方法太麻烦，所以一般经常在仪表线路上直接进行补偿。该法采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。如果事先匹配好桥路各参数，当冷端温度变化时，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量抵消，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）就真实反映了所测量的温度值。现在生产的测量仪表，大多都带有自动补偿的电路。第24页，共51页，2023年，2月20日，星期日补偿导线的作用：由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了降低成本，通常采用贱金属的补偿导线把热电偶的冷端延伸到温度比较稳定的控制室内。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线的工作温度只能在100℃以下。

第25页，共51页，2023年，2月20日，星期日10热电阻的测量原理热电阻具有热阻效应，即电阻体的阻值会随温度的变化而变化。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即:

Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。第26页，共51页，2023年，2月20日，星期日相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在过程控制中的应用极其广泛。较常使用的热电阻是铂电阻和铜电阻，分度号有Pt100,Cu50,Cu100，铜电阻现在已逐渐从工程使用中淡出，日本从1974年起就已废除了铜热电阻的工业标准。第27页，共51页，2023年，2月20日，星期日11压力的表示方法压力有两种表示方法：一种以绝对真空作为基准，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准，称为相对压力。大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。物体两侧所受压力的差值就是差压。绝对压力=大气压力+相对压力

真空度=大气压力—绝对压力

我国法定的压力单位是Pa（帕，N/m2），经常使用的是kPa（千帕）、MPa（兆帕）。

1MPa＝103kPa=106Pa

1毫米水柱＝9.81Pa1kgf/cm2＝9.81×104Pa

在国际单位推广之前曾普遍使用的是公斤力/平方厘米（kgf/cm2），毫米水柱，现已经淘汰。第28页，共51页，2023年，2月20日，星期日12压力表的选用原则压力表满量程与容器最高工作压力的关系一般选用1.5到2倍，特殊情况下可选用2—3倍。

压力表盘直径不小于100mm，仪表精度满足生产工艺对测量精度的要求。压力表的安装设置

（1）应设置在便于观察、清理处，避免受到辐射热、冻结或振动等不利因素影响；

（2）压力表应垂直安装，安装位置较高时，可略向前倾斜，以便于观察，但倾斜角度不得超过30度；

（3）一情况下压力表前应装有缓冲弯管，缓解压缩空气直接冲入弹簧弯管内，还可积存凝结水；

（4）压力表和缓冲弯管之间应装有三通旋塞或针型阀，以便更换和校验压力表。第29页，共51页，2023年，2月20日，星期日压力表的分类：

压力表按其测量精确度，可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4.0级。压力表按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表、差压表。压力表按其测量范围，分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值；压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值。电接点压力表，带有控制开关，可以实现发讯报警或控制功能。远传压力表，带有远传机构，可以提供工业工程中所需要的电信号（如电阻信号或标准直流电压信号，相当于压力变送器）。第30页，共51页，2023年，2月20日，星期日13电容（差压）变送器工作原理

被测介质的两个压力通入高、低两压力室，作用在

δ元件（即敏感元件）的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。第31页，共51页，2023年，2月20日，星期日当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的电电流或电压信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。第32页，共51页，2023年，2月20日，星期日14测量仪表的分类测量仪表的分类方法很多，按不同的测量原理，流量仪表可分为容积式、速度式和差压式三类。

容积式流量计是利用机械测量元件把流体连续不断地分隔成单位体积并进行累加而计量出流体总量的仪表。如腰轮流量计、椭圆齿轮流量计、刮板流量计、活塞流量计等。速度式流量计是以测量管道内或明渠中流体的平均速度来求得流量的仪表。如涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声流量计等。差压式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的流量仪表。它以输出差压信号来反映流量的大小。如节流式流量计、均速管流量计、楔形流量计、弯管流量计等。第33页，共51页，2023年，2月20日，星期日

15差压流量计的测量原理差压式流量计是根据流体流动的节流原理来测量流量的。当管道中的流体流过节流件时，流速增加，静压力减少，在节流件前后产生静压力差，这个静压力差与管内平均流速或流量之间有一定的函数关系。用差压计测出阻挡件前后的压差，即可间接求出流体的流量。流量方程：第34页，共51页，2023年，2月20日，星期日式中：

qm—质量流量，kg/s；

C—流出系数；

ε—可膨胀性系数；

β—直径比，β=d0/D;D—工作条件下管道内径，m;d0—工作条件下节流件孔径，m;Δp—差压，Pa;ρ—上游流体密度，kg/m3。第35页，共51页，2023年，2月20日，星期日16气体差压流量计的温度压力补偿从差压流量计的流量公式可知，在测量装置已确定的情况下，气体流量是差压和流体密度的函数，我们在设计及使用流量计时通常是把密度看成是常数来看待，这在密度没有变化时自然没有问题。但在实际使用中工作密度常常会偏离设计密度且也是一个变化值，因此要测得准确的流体流量，就必须把密度变化考虑进去，这就是密度补偿。密度一般很难直接测得，在实际测量中密度是温度压力的函数，因此可以通过测量温度压力来取得密度并加入流量公式中进行修正，以得到准确的流量测量数据，这就是气体流量差压测量的温度压力补偿原理。第36页，共51页，2023年，2月20日，星期日理想气体通用温压补偿公式：式中：

qns

、qn—分别为补偿前后的流体流量

P、T—分别为介质的实际工作压力、温度

Ps

、Ts—分别为设计状态下的工作压力、温度可以看出，要进行温压补偿，必须要确切知道设计温度和压力。还有一些专门的补偿公式，如ρ

＝A+BP，ρ

＝A+BT,查表法等等。第37页，共51页，2023年，2月20日，星期日17电磁流量计工作原理根据法拉第电磁感应定律，导体在磁场中运动时，导体中必产生感应电势。如果在磁场中运动着的是有一定电导率的液体，同样在液体中也将产生感应电势。如图所示，在绝缘管壁上放置两个电极，其连线方向为y轴方向，由于感应电势E的产生使两电极间产生电位差。事实上感应电势E与流量之间有一定的数学关系，通过测量两个电极之间的电位差从而即可测出流过管道的流量。第38页，共51页，2023年，2月20日，星期日

电磁流量计原理

两电极处测量管断面电磁流量计由变送器和转换器两大部件组成，变送器的作用是产生电势信号，由于变送器给出的信号很弱，又伴有很强的干扰，因此放大有用信号、消除干扰、输出统一标准信号和对流量进行积算就成为了转换器的主要任务第39页，共51页，2023年，2月20日，星期日传播时间法超声波流量计声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称为传播时间法。按测量具体参数不同，分为时差法、相位差法和频差法。当今主流的超声波流量计大都用的是传播时间法。18超声波流量计第40页，共51页，2023年，2月20日，星期日式中L—超声在换能器之间传播路径的长度，mX—传播路径的轴向分量，mT12,t21—从换能器1(2)到换能器2(1)的传播时间，sc—超声在静止流体中的流速，m/svm—流体流过换能器1、2之间声道上平均流速，m/s超声波流量计的流速方程式第41页，共51页，2023年，2月20日，星期日多谱勒式超声波流量计换能器1发射频率为f1的超声波信号，经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2的频率反射到换能器2，这就是多谱勒频移，f2与f1之差即为多谱勒频差fd。当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，c、f1、θ即为常数，流体流速和多谱勒频移成正比，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。第42页，共51页，2023年，2月20日，星期日超声波流量计的三种安装方式(1)外贴式外贴式超声波流量计是生产最早，用户最熟悉且应用最广泛的超声波流量计，安装换能器无需管道断流，即贴即用，它充分体现了超声波流量计安装简单、使用方便的特点。(2)管段式某些管道因材质疏、导声不良，或者锈蚀严重，衬里和管道内空间有间隙等原因，导致超声波信号衰减严重，用外贴式超声波流量计无法正常测量，所以产生了管段式超声波流量计。第43页，共51页，2023年，2月20日，星期日管段式超声波流量计把换能器和测量管组成一体，测量精度比其它超声波流量计要高，但同时也牺牲了外贴式超声波流量计不断流安装这一优点，要求切开管道安装换能器。(3)插入式插入式超声波流量计介于上述二者中间。在安装上可以不断流，利用专门工具在有水的管道上打孔，把换能器插入管道内，完成安装。由于换能器在管道内，其信号的发射、接受只经过被测介质，而不经过管壁和衬里，所以其测量不受管质和管衬材料限制。第44页，共51页，2023年，2月20日，星期日合理安装超声波流量计换能器安装要求有较高的技术水平和丰富的经验。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外，尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合，管道中必须充满水。在安装方式上，主要有对贴安装方式和V方式、Z方式三种。多谱勒式超声波流量计采用对贴式安装方式，时差式超声波流量计采用V方式和Z方式，通常情况下，管径小于300mm时，采用V方式安装，管径大于200mm时，采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以方式安装的换能器，尽量选用Z方式。实践表明，Z方式安装的换能器超声波信号强度高，测量的稳定性也好。第45页，共51页，2023年，2月20日，星期日19涡街流量计的测量方法工作原理

在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式：

f=SrU1/d=SrU/md式中U－旋涡发生体两侧平均流速，m/s；

Sr－斯特劳哈尔数；

m－旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比第46页，共51页，