摘要渦街(jie)流量計 儀表系(xi)數變化的因素(sù)主要有溫度、雷(lei)諾數、管徑差異(yì)、旋渦發生體阻(zǔ)流件尺寸的改(gǎi)變，通過對以上(shàng)因素進行詳細(xì)分析，給出解決(jue)措施。
0引言
　　渦街(jiē)流量計是根據(jù)卡門渦街原理(lǐ)研制成的一種(zhong)流體振蕩式流(liú)量測量儀表。由(yóu)于其具有精度(du)高、測量量程寬(kuan)、結構簡單、安裝(zhuang)方便、可靠性好(hao)，其輸出的脈沖(chong)頻率信号與流(liu)量測量值成正(zheng)比⚽、無零點漂移(yí)，且脈沖頻率信(xin)号不🌈受流體組(zu)分、密度、壓力、溫(wen)度的影響，廣泛(fan)應用于各種氣(qì)👄體、液體及蒸汽(qì)介質流量的測(ce)量。但在實際使(shǐ)用中，由于各種(zhong)因素的影響，會(hui)使其儀表系數(shù)發‼️生變化。
1工作(zuo)原理
　　在流體中(zhōng)安放旋渦發生(sheng)體，流體在旋渦(wo)發生體下遊📧兩(liang)側交替👅地分離(li)釋放出兩列有(you)規律的交替排(pái)列的旋渦，在一(yī)定的雷諾數範(fan)圍内，該旋渦的(de)頻率與旋渦發(fa)生體的幾何尺(chǐ)寸、管🐪道的幾何(he)尺寸有關，旋渦(wo)的頻率正比與(yǔ)流量，此頻率可(kě)由探頭檢出。
f=Sr×v/b（1）
　　式(shi)中：b爲阻流件的(de)寬度，ｍ；v爲經流量(liang)計的流體平均(jun1)流速，ｍ/ｓ；f爲旋✉️渦的(de)頻率，Hｚ；Sr爲斯特羅(luo)哈爾數。
渦街流(liu)量計一段時間(jian)内輸出的脈沖(chòng)數與流過流體(ti)的體積量之比(bi)，稱爲儀表系數(shu)，用K來表示：
K=N/Q（2）
式中(zhong)：K爲儀表系數，（ｍ3）-1；N爲(wèi)體積總量對應(yīng)的脈沖數；Q爲體(ti)積總量，ｍ3。
當渦街(jiē)流量計用來測(ce)量瞬時流量時(shí)：
qv=f×3600/K（3）
K=f×3600/qv（4）
式中：qv爲體積流(liú)量值，ｍ3/h。
　　由以上公(gong)式可知，儀表系(xì)數K一但發生變(bian)化，将直接⛷️影響(xiang)到流♍量測量的(de)正确率。儀表系(xì)數K一般由實驗(yan)✏️室通過氣✌️體或(huò)液體實标🔅得到(dao)，但渦街流量計(jì)在現☀️場使用時(shí)，由于各種因素(sù)的影響，其儀表(biao)系數也會相應(yīng)的發生變化。爲(wei)了提高流量測(cè)量的🐅正确率，有(you)必要對引起儀(yi)表系數變化的(de)因素進行分析(xi)并提出解決措(cuò)施。
2溫度對渦街(jiē)流量計儀表系(xi)數的影響
　　流體(ti)溫度變化通過(guo)兩個因素對渦(wo)街流量計的儀(yi)🌈表🐇系㊙️數産生影(yǐng)響。一是溫度變(bian)化後，旋渦發生(shēng)體阻流件💋的寬(kuān)🚩度b也會相應變(biàn)化，流體以相同(tong)流速經過旋渦(wō)發生體時，其輸(shu)出❓的頻率也會(hui)相應的增加或(huò)☎️降低；二是溫度(dù)變化🈲後，渦街流(liú)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量計的管道内(nèi)徑也有變化，其(qi)截面積會相應(yīng)的增大或減小(xiao)，當相同體積的(de)流體流過流量(liang)計時，流速會降(jiang)低或增加。
上述(shù)變化可通過數(shu)學方法進行分(fèn)析。流速與渦街(jiē)流💃🏻量計📱管🈲道内(nèi)徑的關系爲：

　　由(yóu)于b的增量與溫(wēn)度成正比，D的增(zēng)量也與溫度成(chéng)正比，所以儀表(biao)系數K與溫度增(zeng)量的三次方成(chéng)反比。溫💃度對儀(yí)表系數的影⭐響(xiang)可通過以下公(gōng)式進行修正：

　　式(shi)中：Kt爲流體溫度(du)爲t時的儀表系(xi)數，（ｍ3）-1；K0爲流量計标(biao)定時🛀t0時🔞的平均(jun)儀表系數，（ｍ3）-1；βD爲流(liú)量計測量管材(cai)質線膨脹系數(shù)，℃-1；βb爲旋渦發生體(tǐ)材質線膨脹系(xì)數，℃-1；t爲流量計🍓工(gong)作時溫度，℃；t0爲流(liu)量計⁉️标定時溫(wen)度，℃。
當流量計測(ce)量管與旋渦發(fa)生體材質相同(tong)時，即
βD=βb=β，上式變爲(wèi)：
Kt=［1-3β（t-t0）］K0（7）
　　國産流量計一(yī)般采用不鏽鋼(gang)材質制造，其線(xian)膨脹系數約在(zai)17×10-6/℃左🏃🏻右，表1給出了(le)流量計采用不(bu)鏽鋼材質🐆在不(bu)同溫度下系數(shu)的變化。

　　由表1可(kě)以看出，當流體(ti)溫度大于100℃時，儀(yi)表系數的變化(hua)是可觀❗的，當渦(wō)街流量計是用(yong)來測量飽和蒸(zhēng)汽（170℃）和過熱蒸汽(qì)（280℃）時，由于儀表系(xi)數變化引起的(de)誤差将大大降(jiang)低測量的精度(du)。
　　解決此問題的(de)方法一是按照(zhao)流體的實際溫(wen)度重新計算儀(yi)表系數，二是用(yong)于測量飽和蒸(zheng)汽和過熱蒸汽(qi)等溫度過高的(de)流體🐪時，用實際(jì)流體（蒸汽）的溫(wen)度來進🌏行儀表(biǎo)🤞系數的标定。
3雷(lei)諾數對渦街流(liú)量計儀表系數(shu)的影響
　　渦街流(liú)量計的斯特羅(luo)哈爾數（Sr）是管道(dào)雷諾數（Re）的函數(shù)，Sr是通過試驗确(què)定的無因次數(shu)，其與Re的關系如(ru)圖1所示。
　　由圖1可(kě)知，隻有當Re達到(dào)一定數值時，即(ji)Re在2×104~7.2×106，Sr才能進入其(qí)📱恒💃🏻定範圍，曲線(xiàn)的平直部分對(duì)應渦街流量計(jì)的正常測量🥵流(liú)量的範圍，在此(ci)範圍内，Sr基本不(bu)變，渦街📞頻率與(yǔ)流速成正比，此(ci)時，隻要🔴确定旋(xuán)渦發生體和管(guǎn)道的幾何尺寸(cun)，儀表系數就不(bú)會發生改變。

　　當Re小于5×103時，渦街(jie)頻率将不能發(fa)生或不能穩定(ding)的發🥵生。此範圍(wei)就不适合進行(háng)流量測量了。
　　當(dang)Re在5×103~2×104範圍内時，渦(wō)街頻率也能穩(wěn)定的發生，但Sr增(zēng)大☀️了，儀表系數(shu)也相應增大，從(cong)而影響了測量(liang)的精度。此時，需(xū)對儀表🐪系數進(jìn)行校正才能保(bǎo)證測量的精度(dù)。
　　由以上分析可(ke)知，正确的使用(yong)流量計，要正确(que)地确定流量計(ji)的下限流量範(fàn)圍，下限雷諾數(shu)一般爲2×104，其對應(yīng)的下限流速一(yi)💰般氣體爲4~5ｍ/ｓ，液體(ti)爲0.4~0.5ｍ/ｓ。因此一般确(què)定下限流量應(ying)保證介質流速(sù)大于上述流速(su)。
當介質粘度、密(mì)度與常用介質(zhi)相差較大時，應(yīng)進行❓雷諾數計(ji)算🔞。當發現渦街(jie)流量計使用在(zài)低雷諾數（5×103~2×104）範圍(wei)内時，或希望渦(wo)街流量計有較(jiao)大的量程比時(shi)，爲保證測量的(de)🐇精度，應對儀表(biao)系數進行校正(zhèng)。
　　爲了提高低雷(léi)諾數區域渦街(jiē)流量計的測量(liang)精度，可通💜過實(shí)驗👨‍❤️‍👨室對流量計(ji)的标定，獲得各(gè)個區域的👨‍❤️‍👨儀表(biǎo)系數。标定時，對(dui)低雷諾數區域(yu)各點的流量進(jìn)行标定🥰，計算出(chu)各個區😘域的平(píng)均儀表系數，然(ran)後與正常的儀(yi)表系數相比，這(zhe)就是校正系數(shu)，将校正系💁數與(yǔ)雷諾數一一對(duì)應。實際使用時(shí)，根據現場的實(shi)際參數計算出(chu)相應的雷諾數(shu)，并用内插法計(ji)算出雷諾數對(dui)應的校正系數(shu)，從而實現對儀(yí)表系數的📞校正(zhèng)。YＦ100系列渦街流量(liang)計在低雷諾數(shu)範圍内的校正(zhèng)👉系數如表2所示(shì)。
　　雷諾數影響的(de)校正一般有兩(liang)種方法。一是在(zai)流量計的二次(cì)儀表中進行，适(shì)用于渦街流量(liang)計本身無校正(zheng)能力🏃🏻的測🌈量系(xi)統。二是在渦街(jie)流量傳感器（變(biàn)送器）中進行，适(shì)🤞用于渦🔴街流量(liàng)計本身♋有校正(zhèng)能力的測量系(xi)統。

　　當雷諾數大(dà)于7.2×106，其對應的上(shàng)限流速一般氣(qi)體大于80ｍ/ｓ，液體大(dà)于8ｍ/ｓ時，流量計會(hui)出現漏脈沖現(xiàn)象，即流速大于(yu)上限流速後⭕，渦(wo)街流量⭐計輸出(chu)的頻率與流速(sù)成正比的關系(xì)被破壞，且流速(sù)越高，漏脈沖現(xian)象越嚴重，流量(liàng)計示值越低。
4管(guan)道内徑與渦街(jiē)流量計測量管(guǎn)内徑不同時對(duì)儀表系數💘的影(ying)☂️響
　　名義尺寸相(xiàng)同的無縫鋼管(guǎn)，由于壁厚規格(gé)差異大，内徑也(yě)⭐會産🍓生較大差(cha)異，這使連接渦(wo)街流量計的管(guǎn)道💘内徑與渦🔞街(jiē)流量計測量管(guǎn)内徑完全一緻(zhì)的并不多。
4.1管道(dào)内徑比測量管(guan)内徑大（3％以内）時(shí)的影響
　　在實際(ji)标定中發現，當(dang)管道内徑比測(ce)量管内徑略大(dà)時，流量示值穩(wen)定，儀表系數正(zhèng)常。雖然流體流(liú)過🌏台階📐時也有(you)二次流💯産生，但(dan)因二次流存在(zài)的部件在測量(liang)💚管之外，所以對(dui)流量計的影響(xiang)不明顯。
4.2管道内(nèi)徑比測量管内(nei)徑小（3％以内）時的(de)影響
　　當流體以(yǐ)很高的流速從(cong)管道流經内徑(jing)較大的測🐆量管(guan)時💃，由于慣性作(zuo)用，流束來不及(jí)膨脹，撞擊在旋(xuan)渦發🚶‍♀️生體🏃上，引(yin)起二👌次流，使得(dé)流量示值偏高(gāo)。此誤差可通♍過(guo)修正系數FD進行(hang)修正：

4.3管道内徑(jìng)與測量管内徑(jing)相差較大時的(de)影響
　　當二者相(xiàng)差較大時，由于(yú)流體經過這種(zhǒng)突變造成㊙️的流(liú)體擾動㊙️使得渦(wo)街流量計的測(cè)量變得不再穩(wěn)🔞定和㊙️可靠，造成(cheng)的誤差無法通(tong)過儀表系數的(de)修正🈲來補償。此(ci)時，需要對原🈲有(yǒu)管道進行改造(zào)，安裝同心😘異徑(jing)管，使之與流量(liàng)計測量管内徑(jing)相匹配，或按照(zhào)💁管道尺寸定制(zhi)流量計。
5旋渦發(fa)生體阻流件尺(chǐ)寸的改變對儀(yí)表系數的影響(xiǎng)
　　在下列兩種情(qing)況下，旋渦發生(shēng)體阻流件的尺(chǐ)寸會發🌈生改變(bian)。
1）旋渦發生體阻(zu)流件有堆積物(wu)
　　如果被測流體(ti)中存在黏性顆(kē)粒或夾雜着較(jiao)多纖維🈲狀物質(zhì)📞時，則可能會堆(dui)積在旋渦發生(sheng)體阻流件上，使(shǐ)其幾何形狀和(he)尺寸發生變化(hua)，因而儀表系數(shù)也會發生變化(hua)。據相關模拟試(shì)驗結果💚，當阻流(liú)件上堆積物厚(hòu)度爲0.01Ｄ時，附加誤(wu)差爲2％，堆積物厚(hou)度爲0.
2）旋渦發生(sheng)體阻流件有磨(mó)損
　　渦街流量計(ji)旋渦發生體阻(zu)流件的兩條棱(leng)邊正常情況下(xià)是銳利的，如果(guo)流體中含有固(gù)形物，長期使🔞用(yòng)後其銳🐆緣很容(róng)易被磨損而變(biàn)成圓弧，由于阻(zu)流件幾何形狀(zhuang)和尺寸發🐉生變(biàn)化🔴，因而儀🧑🏾‍🤝‍🧑🏼表系(xì)數也會發生變(bian)化。
　　一旦發現阻(zǔ)流件有堆積物(wù)時，應及時清除(chu)。當發現旋📱渦發(fā)生體阻流件有(yǒu)磨損時，應對流(liú)量計的儀表系(xì)數💃進行重新🈚标(biao)定，當磨損特别(bie)嚴重時，應考慮(lǜ)更㊙️換旋渦發生(shēng)體。
6結束語
　　以上(shang)就是一些影響(xiang)渦街流量計儀(yí)表系數變化的(de)因素，我們能做(zuo)的就是注意這(zhè)些可能發生的(de)因素，并加以改(gǎi)🔅善，盡量避免這(zhe)些現象的産生(sheng)，從而提高🌂渦街(jiē)流量計測量的(de)正确率。

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