爲了解(jie)決蒸汽流量(liang)量值溯源的(de)問題，用于 蒸(zhēng)汽流量計 标(biao)定的實驗裝(zhuang)置按照标定(dìng)使用的介質(zhi)可分爲三☁️類(lei)🎯。一類是以蒸(zheng)汽爲介質的(de)蒸汽實流标(biao)準裝置，這種(zhong)裝置的檢測(cè)條件與表計(jì)使用的工況(kuang)條件最爲相(xiang)近，但由于該(gāi)裝置設計要(yào)求高、檢測成(cheng)本高等特點(dian)，目前使用很(hen)少。第二類是(shi)以水爲介質(zhì)的 液體流量(liàng)計 量标準裝(zhuang)置，此類裝置(zhì)精度高，但是(shì)與蒸汽的實(shi)際🏃🏻工況條件(jian)相差較大。第(di)三類是以空(kong)氣爲介質的(de)氣體流量标(biāo)準裝置。
目前(qián)國内外普遍(bian)采用後兩類(lèi)裝置替代蒸(zheng)汽實流裝置(zhì)🛀🏻對蒸♊汽🔅流量(liang)儀表進行标(biao)定，但這兩種(zhong)方法無法模(mó)拟蒸汽流👉量(liàng)計實際的工(gōng)況條件。利用(yong)計量标準裝(zhuāng)置對 渦街流(liú)量計 開展了(le)水、空氣、蒸汽(qì)3種不同介質(zhì)的比對測試(shi)實驗，并從渦(wō)街流量計漩(xuán)渦産生機理(li)出發，利用流(liu)體力學及卡(kǎ)門渦街原理(li)📐，結合蒸汽獨(du)特的熱力學(xue)性質，對渦街(jie)流量計在3種(zhong)不同介質下(xia)儀表系數存(cún)在規律性偏(pian)差實驗結論(lun)🌈進行了解釋(shì)，得出各種流(liu)體介⛹🏻♀️質與渦(wō)街流🐅量計儀(yi)表系數的關(guān)系。
1渦街流量(liang)計的原理
渦街(jie)流量計是根(gēn)據“卡門渦街(jie)”原理研制成(cheng)的流體振蕩(dang)式流量測量(liàng)儀表。在測量(liang)管道流動的(de)流體中插入(rù)👨❤️👨一根其軸線(xiàn)與🤩流向垂直(zhí)的非流線型(xing)柱形體，稱之(zhī)爲旋渦發生(sheng)體。當雷諾數(shu)達到一定值(zhí)時，從旋渦發(fā)生體兩側交(jiao)替地分離出(chu)兩串規則地(dì)交錯排列的(de)旋渦。在滿足(zú)雷諾數要求(qiú)時，旋渦💰分離(lí)産生的頻率(lü)僅僅隻💰與旋(xuan)渦發生體及(jí)所在的測量(liang)管道的幾何(he)尺寸💛有關。旋(xuán)👅渦的分離産(chan)生的⚽頻率于(yú)流量的大小(xiǎo)成正比。渦街(jiē)流量計的原(yuán)理如圖🔴1所🔞示(shi)。
經過推導，流(liu)體的體積流(liú)量Q與漩渦頻(pin)率f符合下面(mian)公式☁️:
Q=f/K
式中:K爲(wei)流量計 的流(liu)量系數。在一(yi)定雷諾數範(fan)圍内儀表系(xì)數K爲常數，流(liú)量Q與漩渦頻(pín)率f成線性關(guan)系。因此，隻要(yao)檢測出頻率(lǜ)f值，就能通過(guo)相應的公式(shi)求得體積流(liú)量Q的值。
2實驗(yan)裝置簡介
本(běn)次試驗我們(men)共采用的三(sān)套裝置，分别(bié)爲國家蒸汽(qì)流量站蒸🐅汽(qì)實流标定裝(zhuang)置和我所的(de)負壓法音速(su)噴嘴氣體流(liu)量計量标💔準(zhun)裝置和質量(liang)法水流量計(ji)量标準裝置(zhi)🈲。其中冷凝稱(chēng)重法蒸汽流(liu)量标準裝置(zhi)，以過熱❓及飽(bǎo)和蒸汽作爲(wèi)檢定介質，将(jiang)通過蒸汽流(liu)量儀表的蒸(zhēng)汽進行冷凝(níng)稱重的原理(lǐ)，對蒸汽流量(liang)儀表進行實(shi)流标定。擴展(zhan)不确定度爲(wèi)0.1%(k=2)，檢定流量範(fàn)圍爲（2.5～10000）kg/h。音速噴(pen)嘴氣體流量(liang)标準裝置是(shì)以空氣爲介(jie)質的流量檢(jian)測裝🔞置,設計(jì)依據JJG620-1994《臨界流(liú)流量計》、《臨界(jiè)流文丘裏噴(pēn)嘴氣體流量(liàng)裝♍置的測量(liàng)》、JJG619-2005《标準表法🏃🏻♂️流(liú)量标準裝置(zhi)》等。擴展不确(què)定度爲0.25%(k=2)，檢定(ding)流量範圍爲(wèi)（2.5～6500）m3/h。靜态質量法(fǎ)水流量标準(zhun)裝置，擴展不(bu)确定度爲0.1%(k=2)，檢(jiǎn)定流量範圍(wéi)爲（0.28～1200）m3/h。
3實驗方案(an)
将一台準确(què)度等級符合(hé)1.0級脈沖輸出(chu)、儀表線性和(he)重複性較好(hao)的50mm口徑渦街(jiē)流量計樣機(ji)，分别在蒸汽(qi)、水、空氣三種(zhǒng)流量标準裝(zhuang)置上進行标(biao)定實驗。前後(hou)直管段符合(he)檢定規程要(yào)求，前直管段(duan)大于10倍公稱(chēng)通徑（10DN）、後直管(guǎn)段大于5倍公(gōng)稱通徑（5DN），依次(cì)從最小流量(liang)qmin、分界流量qt、最(zuì)大流量qmax的25%、40%、70%和(hé)100%，共計6個流量(liang)點，每個流量(liang)點重複檢定(dìng)3次，每次檢定(dìng)60s。分别計算其(qí)儀表系數、線(xiàn)性誤差、重複(fu)性誤差數據(ju)，比較在不同(tong)介質的檢定(dìng)裝置下測量(liàng)數據差異和(hé)聯系。
4實驗數(shu)據
按照渦街(jiē)流量計的檢(jian)定規程對該(gāi)試驗樣機各(ge)流量點進行(hang)調節、檢定，在(zai)3套不同介質(zhì)的檢定裝置(zhi)下💋的實驗的(de)儀表系數、線(xian)性度、重複性(xìng)如下表1所示(shì)，流量曲線💘關(guān)系如圖2所示(shi)。
表1不同介質(zhi)的檢定裝置(zhi)下的實驗的(de)儀表系數、線(xian)性🏒度🏃🏻、重複性(xing)
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質量法液體(tǐ)流量
标準裝(zhuang)置 |
負壓法音(yīn)速噴嘴氣體(ti)
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冷凝稱重(zhong)法蒸汽
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儀(yi)表系數
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線性(xìng)誤差（%） |
重複性(xing)誤差
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線性誤差(cha)（%） |
儀表系數
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線(xian)性誤差
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重複(fu)性誤差（%） |
||
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9266.5 |
0.57 |
0.18 |
9343.5 |
0.61 |
9178 |
0.78 |
0.23 |
|
實驗(yan)數據圖可以(yǐ)看出，發現儀(yi)表系數偏差(chà)的正負方向(xiàng)上基本相同(tong)。渦街流量計(jì)在空氣、水、蒸(zhēng)汽三種不同(tong)介質的儀表(biǎo)系數存有差(chà)異且差異還(hai)是比較明顯(xian)的，在其流量(liang)範圍内儀表(biǎo)❌系數依☂️次減(jian)小。綜合實驗(yan)數據來看，空(kōng)氣測定的儀(yi)表系數值♊比(bǐ)水爲介🥵質測(ce)量儀表系數(shu)值偏大在（0.5～1.4）%之(zhi)間的數值，比(bǐ)蒸汽條件下(xià)測量的儀表(biao)系數偏大（1.6～2.0）%之(zhi)間的數值。
5實驗(yàn)結論
通過标(biāo)定實驗，發現(xiàn)渦街流量計(jì)在蒸汽、水、空(kong)氣3種不🈲同介(jie)質下，其主要(yao)計量性能如(ru)儀表系數、線(xiàn)性誤差和🧑🏾🤝🧑🏼重(zhòng)複💃性誤差會(hui)有所差别，具(jù)體表現爲：（1）在(zai)小流量qmin時，以(yi)蒸汽爲标定(dìng)介質，此時的(de)儀表系數最(zui)小，此時由于(yu)受蒸汽的溫(wēn)度的影響，造(zao)成儀表系數(shu)偏小🔅。（2）随流量(liang)的逐☂️漸增大(da)，以空氣爲标(biao)定介質的儀(yi)表系數變化(hua)逐漸增大且(qie)變化率最快(kuai)，蒸汽介質的(de)儀表系數變(bian)化次之，以水(shuǐ)爲介質的儀(yi)表系數變化(huà)最小。
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