渦流量計

渦流量計は 物体の背後にできる[かるまんうず]カルマン渦の発生頻度が 流れの速さに比例していることを利用して流速を測る方法である。

図 3.50: カルマン渦列

渦流量計は図3.50のように配管内にカルマン渦を発生さ せる渦発生体(ブラフボディ)と渦を検出するセンサで構成される。 式(3.23)で示す ストローハル数 St は広いレイノルズ数の範囲で一定であるので、 カルマン渦の発生する周波数 f は、 流体の流れる速さ(流速 w )に比例している。

$$\mbox{St} = \frac{fD}{w}$$ (3.22)

ここで、D は渦発生体の幅である。 ストローハル数は円柱では 500 < Re < 8000 で St = 0.21 でほぼ一定になる。 海洋の孤立島の海流の下流でのReが 10¹⁰ほどの条件でも ほぼ同じ値になることが知られている。 ストローハル数が一定の範囲では、 渦周波数を検出することによって配管内の流速を求めることができ、 その流速に配管の断面積を乗じることによって容積流量となる。

渦流量計の特長として

1. 構造が簡単。機械的可動部がない。
2. 測定範囲が広い
3. 多くの流体（液体、気体、蒸気）に適用可能
4. 比較的高精度で高安定
5. 圧力損失が比較的小さい
6. 検出量がデジタルであるので、周期をアナログで出す。

などが挙げる。しかし、

1. 流速分布の影響を受けやすい。
2. ポンプやファンの脈動があると計測誤差になる。
3. 小流量に適用できない。

の欠点があるので注意が必要である。