大部(bu)分流量(liang)儀表(如(ru) 電磁流(liu)量計 、 渦(wo)輪流量(liang)計 、科裏(lǐ)奧利質(zhi)量流量(liàng)計)是以(yǐ)實流校(xiao)準，即用(yòng)實際流(liú)體流過(guò)被校儀(yí)表，再用(yong)别的标(biāo)準裝置(zhì)(标準流(liú)量計或(huo)流量标(biāo)準裝🏃🏻‍♂️置(zhì))測出流(liu)👉過被校(xiào)準儀表(biao)的流量(liàng)，與🐉被校(xiao)儀❓表的(de)流量值(zhi)作比較(jiao),或将被(bei)校儀表(biǎo)進行分(fen)度。這種(zhong)實流校(xiao)準方法(fa)又稱作(zuò)濕法校(xiào)準。渦街(jie)流量計(ji) 曾也用(yòng)實流校(xiào)準法。還(hái)有一種(zhǒng)稱作幹(gàn)法校準(zhǔn)的間接(jie)方法，是(shi)以測量(liàng)流量傳(chuan)感部分(fen)的結構(gou)尺寸或(huò)其他與(yu)🐉計算流(liú)量有關(guan)🔆的量,并(bing)按規定(dìng)使用，間(jian)接校準(zhǔn)儀表流(liu)量值.獲(huo)得相應(ying)測量精(jīng)度。
　　雖然(ran)渦街流(liú)量計當(dāng)前仍采(cai)用實流(liú)校準流(liu)量，但因(yīn)☁️其流量(liàng)傳🥰感件(jiàn)形狀簡(jiǎn)單,與孔(kǒng)闆相仿(páng)具有實(shí)現間接(jie)法校準(zhǔn)的潛在(zài)可行性(xing)。十餘年(nian)前國際(jì)上就有(yǒu)人按标(biāo)準.節流(liu)裝置的(de)思路探(tan)索實施(shī)旋👅渦發(fa)生标準(zhun)🏃🏻化方面(miàn)工💘作。1994年(nián)日本工(gong)業技術(shù)院計量(liàng)研究所(suo)曾在☀️FLOMEKO'94會(huì).上提出(chu)标準旋(xuán)渦發生(sheng)體研究(jiu)的階段(duàn)性報告(gào)，報告結(jié)論稱渦(wō)街流量(liang)計幹法(fǎ)校準的(de)不确定(ding)度小于(yu)🏃🏻孔闆，僅(jǐn)爲0.3%。重慶(qing)工❤️業自(zì)動化儀(yi)表研究(jiū)所在”七(qi)五”期🔱間(jian)亦曾開(kai)展這項(xiàng)研究工(gong)作，設計(jì)制作DN50/DN100儀(yi)表的旋(xuán)渦發生(sheng)體近200套(tào)，實驗求(qiú)取各參(can)數敏感(gǎn)系數、幾(ji)何尺寸(cùn)公差、安(an)裝要求(qiu)和安裝(zhuang)條件影(ying)響等，獲(huo)得第一(yī)階段💔成(cheng)果。在這(zhè)一成果(guǒ)的基礎(chu)上💋,制訂(ding)渦街流(liu)量傳感(gǎn)器🌂行業(ye)📱标準(ZBN12006-89)和(he)國家計(ji)量檢定(ding)規程(JJG620-89).采(cǎi)用了部(bu)分内容(róng)，但未形(xíng)成标準(zhun)渦街流(liú)量計和(hé)幹法校(xiao)準的國(guo)家标準(zhǔn)。
　　1989年日本(ben)制訂了(le)渦街流(liú)量計工(gōng)業标準(zhun)JISZ8766《渦街流(liu)量計一(yi)✊流量測(cè)量方法(fa)》(以下簡(jian)稱《标準(zhun)》),2002年修訂(ding)時設一(yi)專章，納(na)入了标(biao)準渦街(jiē)流量計(ji)的研究(jiu)成果，在(zài)《标準》的(de)“解說“部(bù)分說明(ming)❓确定旋(xuan)渦發生(sheng)體各要(yào)素的依(yi)據，例舉(ju)典型實(shí)驗數據(ju)。下文扼(è)要轉述(shu)《标準》中(zhong)旋渦發(fā)生📞體形(xing)狀、尺寸(cun)🌈及其允(yun)差,各尺(chi)寸對斯(sī)特勞哈(hā)爾(Strouhal)數的(de)敏感性(xìng),不确定(ding)度分析(xī)等。
一标(biao)準旋渦(wo)發生體(tǐ)形狀和(he)尺寸
　　标(biāo)準渦街(jiē)流量計(ji)的旋渦(wo)發生體(tǐ)是截角(jiǎo)的等腰(yao)三角形(xing)六📐面體(ti)🙇‍♀️截面柱(zhu).形狀和(hé)尺寸如(ru)圖1、表1所(suo)示，。所選(xuan)定尺寸(cun)是經一(yī)系列優(yōu)化實驗(yan)後的最(zui)優尺寸(cun)。例如所(suo)選取W=0.28D和(he)H=0.35D是在一(yī)組斯特(te)勞哈爾(er)數(Si)-雷諾(nuo)數Ren關系(xi)線中(分(fèn)别見圖(tú)2和圖3)最(zui)爲平坦(tan)，即儀表(biǎo)可獲得(dé)最好的(de)線性度(dù)。
 
 
　　按标準(zhǔn)旋渦發(fa)生體制(zhì)造的渦(wo)街流量(liàng)計可以(yi)不用☁️實(shi)流校準(zhun)，保證達(dá)到預期(qi)測量精(jing)度。當前(qian)《标準》适(shì)用範圍(wei)口徑爲(wèi)100~600mm,Reo爲1x105~2x106，是本(ben)✔️次制訂(ding)《标準》時(shí)的實驗(yan)範圍，随(sui)着今後(hou)進一步(bu)研究，下(xia)次修訂(dìng)🌈時适用(yòng)範圍有(you)可能擴(kuò)大。
 
二．标(biāo)準旋渦(wō)發生體(tǐ)的斯特(tè)勞哈爾(er)數St
　　《标準(zhǔn)》規定的(de)旋渦發(fā)生體按(àn)插入測(ce)量管頂(ding)端是否(fou)固定分(fen)爲🈚标🔆準(zhǔn)1型和标(biao)準2型兩(liang)種,其S:值(zhi)微有差(chà)異,如表(biǎo)2。标準1型(xing)多數實(shi)驗儀表(biǎo)口徑爲(wèi)DN100DN400,St與Reo無關(guan)平均值(zhí)爲0.25033.其标(biāo)準偏差(cha)爲0.12%;标準(zhǔn)2型實驗(yàn)口🙇‍♀️徑爲(wèi)DN150和DN200,實.驗(yan)數據的(de)拟合線(xian)爲近似(sì)二折線(xiàn)，St與Ren有關(guan)。
 
　　僅從St-Ren關(guan)系在性(xìng)能上考(kǎo)察,标準(zhun)1型優于(yú)标準2型(xíng)，然而流(liú)體中微(wei)粒子堵(dǔ)塞旋渦(wō)發生體(tǐ)台座與(yu)測量管(guan)間的隙(xì)縫，将💚引(yǐn)起特性(xing)✊大幅變(biàn)化，因此(cǐ)從實用(yòng)觀點考(kǎo)慮再.增(zēng)⭕加無隙(xi)⭕縫的标(biāo)👈準2型。但(dàn)是标準(zhun)2型易受(shòu)上遊管(guan)件等擾(rǎo)流影響(xiǎng),《标準》規(gui)定必須(xū)在儀表(biao)上遊10D處(chu)裝😄置明(míng)石型多(duō)💛孔闆流(liú)動調📐整(zheng)器(FlowCondi-tioner)組合(he)使用。
三(san)．斯特勞(láo)哈爾數(shu)不确定(dìng)度分析(xī)和評估(gu)
　　St數的擴(kuò)展不确(que)定度Est(包(bao)含因子(zǐ)k=2)如下式(shì):
 
　　式中，等(deng)式右邊(bian)前9項是(shì)旋渦發(fa)生體各(gè)結構要(yào)素的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼允(yun)差(前附(fù)加記号(hào)δ),後6項是(shì)旋渦發(fa)生體與(yu)測量管(guǎn)間裝配(pei)的偏心(xīn)距🌍/角度(du)(η、e、α、β)允差(含(hán)義和符(fú)号如圖(tu)4所示)、直(zhi)管段長(zhǎng)💰度附加(jia)不确定(ding)㊙️度(ur)等因(yin)素。
　　經研(yán)究分析(xī)所定式(shì)(1)各不确(que)定性因(yin)素項中(zhong)，其系數(shu)中包括(kuo)經實🎯驗(yan)求得的(de)敏感系(xì)數。St數不(bú)确定度(du)uc(St)按不🥵确(que)定度傳(chuan)播律👨‍❤️‍👨由(yóu)式(2)合成(cheng)㊙️求得:
 
　　式(shi)中,u(xi)是以(yǐ)各參數(shu)xi的标準(zhun)不确定(dìng)度表示(shì)，最後7項(xiàng)不是旋(xuan)渦發生(shēng)體結構(gòu)參數的(de)不确定(ding)度。Ua包含(hán)有旋渦(wo)發生體(tǐ)平行部(bu)和上遊(yóu)面間的(de)角度、旋(xuán)渦發生(sheng)體/測量(liang)管表面(mian)粗糙度(du)等的不(bu)确定度(du);usro是測量(liang)St數時校(xiao)準設備(bèi)引起的(de)附加不(bú)确定度(du);Uf是上遊(you)擾流管(guǎn)件形成(cheng)流動畸(ji)變和旋(xuán)轉流産(chǎn)生的附(fu)加不确(què)定度。
　　us和(hé)Ustd是需确(què)定的值(zhí),但在校(xiao)準設備(bèi)充分長(zhǎng)直管可(ke)忽略ur情(qing)🔅況下，測(cè)得标準(zhun)1型St數的(de)标準偏(piān)差爲0.0003.即(jí)可得到(dao):uz2+usro2=0.0003(3)
　　一般機(jī)械零件(jiàn)設計規(guī)定尺寸(cun)允差δ(xi)，實(shi)際制造(zao)尺寸✂️分(fen)布假設(she)爲🌈三角(jiǎo)形分布(bù)，其标準(zhǔn)不确定(dìng)度u(xi)如式(shi)(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通(tong)常擴展(zhǎn)不确定(dìng)度的包(bāo)含因子(zǐ)k=2.擴展不(bu)确定度(du)Est=Kuc(St)=2uc(St),再從式(shi)(4).并對尺(chi)寸允差(cha)無次元(yuan)化,變換(huan)後得式(shì)(5),再代入(rù)🔆敏感系(xi)數ε,就成(cheng)爲前🈲文(wén)式(1)，式中(zhong)uf将在下(xià)文說明(ming)。
 
　　《标準》解(jie)說部分(fen)列舉了(le)W.T.Gw三個結(jie)構參數(shù)求取敏(min)感系⛷️數(shù)的實驗(yan)數據如(rú)表3,從旋(xuán)渦發生(sheng)體寬度(dù)W對St數的(de)敏感性(xìng)圖中可(ke)求🔞出敏(mǐn)感系🌈數(shu)1.208.
四.标準(zhǔn)渦街流(liú)量計前(qian)後直管(guǎn)段長度(dù)要求和(hé)安裝🌏影(ying)響
　　爲控(kong)制前文(wen)提到流(liú)動擾動(dong)引起的(de)不确定(ding)度uf，《标準(zhun)》正文🔴提(ti)出儀表(biǎo)前後直(zhi)管段長(zhǎng)度和其(qi)他安裝(zhuang)條件要(yao)求:
(1)在規(guī)定附加(jiā)相應不(bu)确定度(du)下.如《标(biāo)準》中圖(tú)例。
(2)從旋(xuán)渦發生(shēng)體中心(xīn)軸下遊(yóu)側1D的流(liú)通通道(dào)(測量管(guǎn)或管道(dao))内🌈，不能(néng)有台階(jiē)。
(3)使用标(biāo)準2型時(shí)，須在流(liú)量計上(shang)遊10D處裝(zhuang)明石型(xíng)多孔流(liú)動👅調整(zheng)器，其X-X(水(shuǐ)平)軸必(bì)須與旋(xuan)渦發生(shēng)體軸平(píng)行安裝(zhuang)。
　　解說“部(bu)分列出(chū)确定六(liu)種擾流(liu)管件直(zhi)管段長(zhǎng)度要求(qiú)的依據(jù)(12幀🛀實驗(yàn)數據圖(tú))，從中可(ke)了解直(zhí)管段不(bu)足時對(dui)⛹🏻‍♀️St數的影(ying)響程度(du)。例如🐕标(biao)準1型在(zài)單彎管(guǎn)擾流下(xia)✏️不同直(zhi)管段長(zhang)度的附(fù)加誤差(cha).不足規(guī)定30D僅10D時(shi)St數增大(dà)約0.8%。
 
　　流動(dong)調整器(qì)的安裝(zhuāng):“解說”還(hái)列出标(biao)準2型儀(yí)表不裝(zhuāng)流✊動調(diào)整器St數(shù)的實驗(yan)數據圖(tu)，與裝流(liú)動調整(zheng)相比，變(biàn)化0.7%左右(you)，流動調(diao)整器與(yu)💃儀表間(jian)組裝于(yu)不同距(ju)離和不(bú)同位置(zhì)孔轉角(jiao)影響St數(shu)的實驗(yan)數據圖(tu)2幀,說明(míng)St變化達(da)0.5%~0.8%。
　　測量通(tōng)道台階(jie)影響:“解(jiě)說“闡明(ming)儀表測(cè)量内徑(jing)和前後(hou)管路内(nei)徑☁️差異(yì)形成台(tái)階影響(xiang)的實驗(yan)數據圖(tu)3幀🏃，文件(jian)認爲試(shi)驗尚不(bu)夠充分(fen),因此未(wèi)納入《标(biao)準》正文(wén)。所例舉(ju)🛀🏻儀表内(nei)徑151mm,測量(liàng)管長151mm,旋(xuán)渦發生(sheng)體置于(yu)中點🈚，連(lián)接到3種(zhong)内徑:A=146.5mm、B=1555mm、C=159.2mm的(de)前後直(zhi)管，按台(tai)階與旋(xuán)🏃‍♀️渦發生(sheng)體軸間(jian)距作4組(zǔ)配置，即(jí)(1)上遊側(ce)0.5D，下遊測(cè)0.5D;(2)上遊側(ce)1D，下遊側(ce)🔞0.5D;(3).上遊側(cè)0.5D,下遊側(cè)1D;(4).上遊側(cè)1D,下遊側(ce)1D。所測得(de)的St數與(yu)無台階(jiē)管段相(xiang)比，變化(huà)🈲如表4。從(cóng)中可看(kàn)出🔞:前後(hòu)直管内(nèi)徑小于(yú)儀表測(ce)量管内(nei)徑比大(dà)于測量(liàng)管内❓徑(jìng)影響大(dà):後台階(jie)的影響(xiang)大于前(qián)📞台階的(de)🈲影響。認(rèn)爲渦街(jie)流量計(ji)後直管(guan)内徑與(yu)🐪儀表内(nèi)💘徑差的(de)影響比(bi)前直管(guan)大💯這一(yī)現象，與(yǔ)🍉其他流(liu)量儀表(biǎo)(如節流(liú)差壓流(liú)量計、渦(wo)輪流量(liang)計、電磁(ci)流量計(ji))前直管(guǎn)影響大(da)的常例(li)相反.值(zhí)得關注(zhu)🏒。
 
　　管軸偏(piān)心影響(xiǎng):儀表測(ce)量管與(yǔ)管道不(bu)同心度(du)形成的(de)✌️附加誤(wù)差,從”解(jie)說”提供(gòng)内徑151mm儀(yi)表的實(shi)驗數據(jù)證明是(shì)不容忽(hū)視的。偏(piān)🏒心4.5mm(口🔴徑(jing)的3%.偏心(xīn)口與旋(xuán)渦發生(sheng)體軸相(xiàng)距0.5D)時附(fu)🈲加誤差(chà)🌐達3%以上(shàng)。若測量(liàng)管較長(zhǎng),偏心口(kǒu)與旋渦(wō)✊發生體(ti)軸☂️相距(jù)1.5D以上時(shí)，影響可(kě)大爲減(jiǎn)小㊙️。認爲(wèi)從這一(yi)實驗看(kàn)出，制造(zào)廠爲使(shǐ)儀表輕(qing)巧和降(jiang)♌低成本(běn),測量管(guan)長度設(she)計過短(duan)🔱，實質上(shàng)對使用(yòng)者提高(gao)了要求(qiu)和費用(yong)，從總體(ti)考慮并(bing)不合理(lǐ)。
五.結束(shu)語
　　JISZ8766提出(chū)了标準(zhǔn)旋渦流(liú)量計的(de)方案和(he)基礎實(shi)驗典型(xing)數據👉，我(wo)們可借(jiè)鑒這一(yī)文件開(kāi)展旋渦(wo)流量計(ji)幹法校(xiào)準方面(miàn)的工作(zuo)。日本标(biāo)準協會(hui)(JSA)準備向(xiang)國際标(biāo)化組織(zhi)(ISO)提出,将(jiang)JISZ8766作爲渦(wo)街流量(liang)計國際(jì)标準草(cǎo)案。期待(dài)國際标(biao)準化後(hòu)的渦街(jie)流量計(ji)能像标(biāo)準孔闆(pǎn)等節流(liu)差壓流(liú)量計那(na)樣普及(ji)。
　　《标準》提(ti)出幾種(zhǒng)擾流件(jiàn)的直管(guan)長度要(yào)求、管段(duan)台階和(he)管軸偏(pian)心🌐影響(xiǎng)等實驗(yan)數據，特(tè)别是後(hòu)兩者作(zuo)爲标準(zhun)附件内(nei)容,在各(gè)🙇‍♀️國“标準(zhǔn)“中尚不(bú)多見，很(hěn)有價值(zhí)。雖然這(zhè)些内容(róng)是針對(dui)特定的(de)渦街流(liu)🔞量計，但(dàn)是對其(qi)他渦街(jiē)流量計(ji)也可參(can)照。

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