近期，跨越珠江连接广州市与东莞市虎门镇的虎门大桥，因为桥面一番“波浪式起伏”，引发了大家的广泛关注。

当时风速仅为10米/秒左右，可以说风和日丽，那么是什么使得曾多次正面“刚”过超强台风的虎门大桥，却被这“旭日微风”剧烈影响？

那么我们先从这座大桥的类型说起。

悬索桥的特性

虎门大桥是我国第一座真正意义上的现代悬索桥。悬索桥相较于传统桥梁，有许多优点：桥墩更少、造价低、造型美。

悬索桥

传统桥梁

但悬索桥也面临着一个弱点：支撑桥面的是一根根钢索，而不是传统坚固的桥墩，因此风对桥梁易产生影响。

风与桥面的共振

不仅仅是虎门大桥，世界上很多地方的大桥都出现过类似的振动。如俄伏尔加河大桥蛇形共振、东京湾大桥涡振等。其中最著名的要属1940年美国塔科马海峡大桥颤振。该桥在18m/s的风速下剧烈“摇摆”，产生了“颤振”（因桥梁为长的条带状结构），并最终塌陷。该桥的风毁事故震动了桥梁界，从而引发了科学家们对桥梁风致振动问题的研究。

著名流体力学家冯·卡门，1954年在《空气动力学的发展》一书中写道：塔科玛海峡大桥的毁坏，是由周期性旋涡的共振引起的。

卡门涡街

涡振是风流过物体后出现涡旋脱落，在特定环境下，这些涡旋脱落的频率和桥梁固有的振动频率一致，产生“共振”。

桥梁涡振的背后是“卡门涡街效应”，由钱学森的老师，流体力学大师冯·卡门发现：

在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过桥面、烟囱等都会形成卡门涡街。

美国“陆地卫星7”拍摄的阿留申群岛后的卡门涡街

图源于凤凰网

如何正确利用涡街

卡门涡街虽可能会对建筑桥梁造成破坏，但在工业领域，却有利用该原理设计制造的进行流量测量的涡街流量计。

涡街流量计广泛用于测量气体、液体、蒸汽的体积流量。

借助一体化集成的压力和温度传感器，配合内置的气体数据引擎，涡街流量计还能够计算介质的质量流量和能量流量。

endress+hauser的涡街流量计产品，凭借优越的性能和卓越的可靠性，在各个工业领域，特别是在过程温度和压力条件苛刻的化工、油气等行业，都有广泛的应用。

高安全完整性

此次桥梁的安全问题引发了关注，实际上在工业生产中，安全性能一直被认为是重中之重。尤其是化工、油气等行业，针对关键测量点，工厂对设备安全性要求极高。

sil等级（安全完整性等级）是目前工业领域认可度较高的安全衡量标准，等级越高表明安全性能越强。

对于安全仪表系统中的某个关键测量点来说，单纯的多仪表冗余配置并不一定能提升系统的安全性。最重要的，是考察单台仪表或整体系统的sil等级及其关键参数，并判断其是否能够满足该点的安全要求。

prowirl 200 系列涡街流量计

endress+hauser的prowirl 200系列涡街流量计遵循iec61508标准，由第三方权威机构tuv认证，对仪表的研发设计、技术文档和生产工艺的每个细节都严格把关，仪表的每个电气元器件和传感器部件都经过严格分析和测试。

该涡街流量计的单传感器型产品和双传感器型产品可分别达到sil2和sil3安全完整性等级，安全失效分数sff高达97.7%。

另外，prowirl 200系列涡街流量计还搭载heartbeat technology 心跳技术，让一线的仪表工程师能够高枕无忧，实时远程监控仪表的运行状态。心跳技术包含的自诊断、自监测、自校验功能，7x24小时不间断为仪表在全生命周期内的正常工作保驾护航，进一步提升其安全性和智能性。

通过全球范围超过45万台的使用经验，endress+hauser 的涡街流量计能够为工厂提供可靠的流量测量，为节能增效和安全生产助力。

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