0引言
　　空氣(qì)吹過煙囪(cōng)，河水流過(guo)橋墩會在(zai)煙囪、橋墩(dūn)後産生漩(xuán)渦。漩渦會(huì)引起震動(dong)，空氣與河(hé)水的震動(dong)可能引起(qǐ)煙囪、橋墩(dūn)的共💰振，造(zao)🐇成煙囪斷(duàn)裂、橋墩倒(dao)塌，給🙇🏻人們(men)的生産、生(shēng)活帶來巨(ju)大的損失(shī)。這就是卡(ka)門渦街在(zài)自然⛹🏻‍♀️界的(de)存在。美籍(ji)匈牙利科(ke)學家馮.卡(kǎ)門（Karman）1906在德國(guo)哥廷根大(dà)學做助教(jiao)期間，協助(zhù)德🌍國普朗(lǎng)特教👄授做(zuo)哈依門茲(zi)水槽試驗(yàn)時，發現水(shuǐ)流流過水(shui)槽的⭐圓柱(zhu)體後，在圓(yuán)柱體後邊(biān)産生兩列(lie)規律性的(de)漩渦，渦街(jiē)是反對稱(chēng)的，渦系的(de)動量與阻(zǔ)力有關。因(yīn)爲卡門對(dui)這一自然(ran)現象的發(fa)現及深入(ru)研究，人們(men)将上述漩(xuan)渦現象定(ding)義爲卡門(men)渦街。
　　卡門(men)渦街不都(dōu)是巨大的(de)破壞力，人(rén)們利用卡(kǎ)門渦❄️街🤟的(de)規律🥵性，研(yán)究制造了(le)渦街流量(liàng)計。渦街流(liu)量計主要(yao)應用于封(feng)閉管道流(liú)量的測量(liàng)，可以測量(liàng)氣體、液體(ti)及蒸汽。渦(wō)街流量計(ji)結構緊湊(còu)、無👅可動部(bu)件🧑🏽‍🤝‍🧑🏻、壓損小(xiao)、量程比寬(kuan)、精度高、安(an)裝簡易、維(wéi)護量低，正(zhèng)逐步取代(dai)傳統的差(cha)壓式流量(liang)🌈計和容積(jī)式儀表，成(chéng)爲市場的(de)主要流量(liàng)測🛀🏻量儀表(biao)。
　　渦街流量(liang)計由傳感(gan)器和轉換(huàn)器組成，傳(chuan)感器可以(yi)💋選擇壓電(diàn)應力式、電(diàn)容式、光纖(xian)式等多種(zhong)傳感器。壓(ya)✉️電應力式(shì)✔️渦街傳感(gǎn)器應🈲用是(shi)最多的，技(jì)術成熟度(du)、産品穩定(ding)性也㊙️是高(gao)的👣。該種傳(chuan)感器可在(zai)-20℃～+250℃的介質溫(wen)度範圍内(nei)工作，可以(yi)輸出模拟(ni)量信号，也(yě)🌈可以輸出(chu)🐉脈沖信号(hào)。經過渦街(jie)轉換器做(zuò)信号處💛理(lǐ)，産品可以(yǐ)輸出标準(zhun)的4～20mA信号和(hé)脈沖信号(hào)，部分廠家(jia)産品還可(ke)以帶FF總線(xian)👨‍❤️‍👨或PA總線輸(shū)出，也🤞有帶(dài)RS485接口的産(chan)品。通過這(zhe)些輸出信(xìn)号可以和(he)PLC或DCS系統實(shí)現數據傳(chuan)🥰輸。帶RS485接口(kou)的産品還(hái)可以配合(hé)無線傳輸(shu)設備，實現(xian)儀表數據(jù)的遠程無(wu)線傳輸🐪管(guǎn)理，爲用戶(hù)帶來極大(da)地便捷。
1渦(wō)街流量計(jì)的工作原(yuán)理、渦街流(liú)量計分類(lèi)及溫壓補(bu)償渦街的(de)發展
1.1渦街(jie)流量計原(yuan)理
　　渦街流(liú)量計又被(bèi)稱爲卡門(men)渦街流量(liang)計、漩渦流(liu)量計，是應(ying)用卡🐇門渦(wo)街原理制(zhì)造的一種(zhǒng)流量測量(liàng)儀表。儀表(biǎo)測量管裏(li)安裝一個(ge)發生體，當(dang)介質流過(guo)發生體，會(huì)在發生體(tǐ)後産生漩(xuán)渦，漩渦的(de)頻率f和介(jiè)質的流速(sù)v成正比，通(tōng)過對頻率(lü)的❄️檢測，達(dá)到測量流(liu)速的目的(de)。渦街流量(liang)計原理圖(tu)，如圖1所示(shì)。

渦街流量(liàng)計計算公(gong)式如下：f=st*v/d
（f：頻(pin)率Hz；st:斯特勞(lao)哈爾系數(shù),無量綱；v:流(liú)速，單位m/s；d:漩(xuan)渦發生體(ti)寬度🚶‍♀️，單位(wèi)m）
　　st是是斯特(te)勞哈爾系(xi)數，是雷諾(nuo)數的函數(shu)。當雷諾數(shù)Re>2*104<7*106時❤️，可❌認爲(wèi)一個固定(ding)的常數。因(yīn)此，通過檢(jiǎn)測頻率f，就(jiu)可以檢測(cè)到流速v，流(liu)速v檢測到(dào)後，就可以(yǐ)通過公式(shi)計算介質(zhi)體積流量(liang)或質量流(liú)量了。
體積(jī)流量計算(suàn)公式：q=v*A（q:體積(ji)流量、A管道(dào)截面積）
質(zhi)量流量計(ji)算公式：Q=3600*v*A*ρ（Q：質(zhi)量流量；ρ:介(jie)質密度）
1.2渦(wō)街流量計(jì)分類
　　按照(zhao)與管道連(lián)接形式，可(kě)分爲法蘭(lan)型、夾持型(xing)或插入型(xing)。
　　按傳感器(qì)測量原件(jian)種類分熱(re)敏式、應力(li)式、電容式(shì)、應變⛷️式、超(chāo)聲式、振動(dong)體式、光電(diàn)式和光纖(xian)式。
　　按防爆(bào)類型分非(fei)防爆型、本(běn)安型、隔爆(bào)型、複合防(fang)爆型等。
　　目(mù)前國内外(wài)應用最多(duo)的是應力(lì)式、管道連(lian)接的渦街(jie)流量計。
1.3溫(wen)壓補償渦(wō)街流量計(ji)的發展
　　渦(wo)街流量計(ji)原理介紹(shào)當中渦街(jiē)流量計可(ke)以測量介(jie)質的質量(liang)🈲流量，對于(yu)液體介質(zhi)或密度變(bian)化不大的(de)介質，渦⭕街(jiē)流量計計(ji)算🥵出的質(zhi)量流量精(jing)度高。但是(shì)在實際使(shi)用中，特别(bié)是氣體或(huo)蒸汽的測(cè)量，由于工(gōng)況溫度、壓(yā)力的波動(dòng)，造成介質(zhi)密度波動(dòng)大，所以渦(wo)街流量計(ji)測量的質(zhi)量流量誤(wù)差就大。由(you)此可見，對(dui)渦街流量(liàng)計✉️所測量(liang)的介質密(mì)度在線修(xiu)正很有必(bì)要。這就要(yao)求渦🔴街流(liu)量計要集(jí)成溫度、壓(ya)力信号💰，在(zài)線進行溫(wēn)度及壓🚩力(lì)的修正，保(bǎo)證質量🆚流(liú)量輸出的(de)精度。溫度(dù)、壓力及流(liú)🛀量集成到(dao)1台儀表上(shang)的一體化(hua)結構是最(zui)優的選擇(zé)。目前國外(wai)部分知名(ming)廠家，國🐆内(nei)少數廠家(jia)能夠生産(chan)一體化帶(dai)溫度及壓(yā)力補償的(de)渦街流量(liàng)計。工藝管(guan)道💘上外配(pei)🧡溫度傳感(gǎn)器和壓力(lì)傳感器，把(ba)溫度及壓(yā)力信号傳(chuán)輸到流✂️量(liang)計算機得(de)到的質量(liang)流量在系(xì)統精度上(shàng)要低于一(yī)體化溫壓(yā)補償渦街(jie)流量計[3]。一(yi)體化溫壓(ya)補償渦街(jiē)流量計是(shì)今後渦街(jiē)流量計的(de)一個發展(zhǎn)方向。一體(tǐ)化溫壓補(bu)償渦街流(liu)量計原理(lǐ)圖，如圖2所(suǒ)示。

2渦街流量(liang)計的标定(ding)、檢定方法(fǎ)
　　渦街流量(liàng)的制造及(jí)檢定單位(wei)大部分采(cai)用标準表(biao)法進行标(biao)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼校和檢定(ding)。标準表法(fǎ)就是用渦(wo)輪流量計(ji)、質量流量(liang)計、音速噴(pēn)嘴等作爲(wèi)标準表，把(ba)被檢測的(de)儀表串聯(lian)到檢測裝(zhuāng)置⛱️上，通過(guo)标準表來(lái)标校、檢定(ding)🙇‍♀️被測量儀(yi)表，通過比(bi)較被測儀(yí)表與标準(zhun)表的讀數(shu)，求得被測(cè)量儀表的(de)偏差，然後(hou)進行調校(xiao)[4]。
2.1标準表法(fa)标校裝置(zhì)的優點
1)标(biāo)準表法裝(zhuāng)置體積小(xiao)、重量輕、構(gou)造簡單、操(cao)作方便、制(zhi)造及維護(hu)🚩成本低。
2)标(biao)準表法裝(zhuang)置可以用(yòng)來标校液(ye)體或氣體(ti)介質的👅流(liu)量。
3)标準表(biǎo)的流量計(ji)與被檢流(liú)量計串聯(lián)安裝于同(tong)一個測量(liang)系統中，标(biāo)準表和被(bei)測量儀表(biao)間距離小(xiao)、時間誤差(cha)可以忽略(luè)。
4)标準表選(xuǎn)擇種類很(hen)多，可以選(xuǎn)擇電磁流(liu)量計、超聲(shēng)⭕波🐆流🛀🏻量計(jì)💋、渦輪流量(liàng)計、質量流(liu)量計等，選(xuǎn)擇空間大(dà)。
2.2标準表法(fa)标校裝置(zhi)的缺點
1)标(biao)準表需要(yao)嚴格按照(zhao)計量部門(men)要求定期(qi)做檢查💃🏻，隻(zhi)有合格了(le)👄才能夠用(yòng)于檢測；企(qi)業自身也(yě)要不定🔞期(qi)進行自檢(jian)，保證标準(zhun)表及裝置(zhi)使用過程(chéng)中的性能(neng)。
2)标準表法(fa)标校裝置(zhì)在标校儀(yi)表的過程(cheng)中要對标(biao)校介質進(jìn)🐕行溫度及(jí)壓力修正(zheng)，保證标校(xiao)精度。
3)标準(zhun)表法裝置(zhì)系統精度(dù)受标準表(biao)精度的影(ying)響大。
3影響(xiang)渦街流量(liàng)計使用精(jīng)度的因素(su)
　　渦街流量(liang)計自身傳(chuán)感器及轉(zhuǎn)換器性能(neng)決定了這(zhè)款産品的(de)性能，然而(er)儀表安裝(zhuang)使用因素(su)也會影響(xiǎng)儀表的性(xing)能，爲保證(zheng)渦街流量(liang)計精度，安(an)裝使用有(yǒu)如下要求(qiu)。
1)渦街流量(liang)計建議安(ān)裝到水平(ping)或垂直管(guan)道，并保證(zheng)管道充滿(mǎn)介🧡質。
2)渦街(jiē)流量計對(dui)前後直管(guǎn)段要求較(jiao)高，一般要(yao)求大于📐前(qian)20D，後5D（D管道🛀🏻口(kǒu)徑）。
3)渦街流(liu)量計盡量(liang)避免安裝(zhuang)在有強烈(liè)震動的地(di)方，盡量🌈遠(yuǎn)離泵❗與閥(fá)門，必要時(shi)做适當的(de)管道支撐(cheng)。
4)渦街流量(liang)計安裝位(wei)置要遠離(lí)強磁場或(huò)強電場的(de)☀️幹擾。
5)保證(zhèng)渦街流量(liàng)計漩渦發(fa)生體處于(yú)迎流面。
6)渦(wō)街流量計(jì)轉換器使(shi)用環境溫(wēn)度一般爲(wei)-40℃～85℃，根據實際(ji)情況配保(bao)溫箱或遮(zhē)陽罩。
渦街(jiē)流量計安(ān)裝示意圖(tu)[3]，如圖3所示(shì)

直管(guǎn)段要求

圖3渦街流(liú)量計安裝(zhuang)示意
①一般(bān)入口直管(guǎn)段無幹擾(rǎo)情況下≥20DN
②調(diào)節閥後≥50DN
③縮(suo)管後≥20DN
④90℃彎頭(tou)後≥20DN
⑤兩個90℃彎(wān)頭後≥30DN
⑥兩個(ge)三維90℃彎頭(tou)後≥40DN
4渦街流(liu)量計的客(kè)戶化調校(xiào)
由于渦街(jiē)流量計測(cè)量原理、傳(chuán)感器類型(xíng)、标定裝置(zhi)、
　　安裝使用(yòng)等原因，渦(wō)街流量計(ji)在出廠到(dao)達用戶現(xiàn)場或計量(liang)🔞站時，出廠(chang)的标校精(jīng)度可能會(huì)與用戶現(xiàn)場标🐅準表(biǎo)♉或計量檢(jiǎn)定結😄果發(fā)生産生偏(piān)差，這時就(jiù)要對儀表(biǎo)系數進行(hang)現場調整(zhěng)❤️，以滿足🌈用(yòng)戶或計量(liang)機構的檢(jiǎn)定要求。客(kè)戶化調校(xiào)有如下2種(zhǒng)情況：
1）儀表(biao)整體的正(zheng)偏差或負(fù)偏差。如果(guo)儀表出現(xian)整體正偏(piān)差🔆或負😍偏(pian)差，隻要調(diao)整儀表系(xi)數就可以(yi)了。公式如(rú)下：
Knew＝Kold×(Q儀表顯(xiǎn)示流量)/(Q标(biao)準流量)
2）儀(yi)表非線性(xing)超差。非線(xian)性超差是(shì)指一台渦(wō)街流量計(ji)在不同流(liú)速下的誤(wu)差有正有(you)負，并且達(dá)不到精☎️度(du)要✉️求。出現(xiàn)此🈲問題的(de)主要原因(yīn)可能是儀(yi)表口徑與(yu)檢定時的(de)管段口徑(jing)有差異，或(huo)是檢定時(shí)的雷諾🌏數(shù)和廠家标(biāo)定時的雷(lei)諾數有很(hen)大差異造(zào)成的。
目前(qián)渦街流量(liàng)計生産廠(chǎng)家可以根(gēn)據用戶需(xu)求提供歐(ou)标、美标🧑🏾‍🤝‍🧑🏼或(huò)是日标法(fa)蘭連接法(fǎ)蘭儀表。同(tóng)樣法🈲蘭标(biao)準，相同口(kǒu)徑、相同壓(yā)力等級，不(bú)同品牌的(de)渦街流量(liang)計産品法(fa)蘭内孔尺(chǐ)寸是有差(chà)别的。儀表(biao)内孔和連(lián)接管🙇‍♀️道内(nèi)孔有微小(xiǎo)的差别，可(kě)以引起儀(yi)表非線性(xing)誤差，這種(zhǒng)情況是最(zui)多的。
　　造成(chéng)廠家标定(ding)時的雷諾(nuo)數和檢定(dìng)時的雷諾(nuo)數不同的(de)主要☀️原因(yin)是：大多數(shu)渦街流量(liàng)計的制造(zao)廠都是用(yòng)水作爲标(biao)校介質來(lai)進行标定(ding)。渦街流量(liang)計的原理(lǐ)告💞訴人們(men)無論介質(zhi)是什🚶‍♀️麽，對(duì)同一台儀(yi)表來說，在(zài)單位工況(kuàng)流量體積(jī)下産生的(de)脈沖📐數是(shì)一個🚩常數(shù)，即儀表系(xi)數K。因爲渦(wo)街流量計(jì)的這個優(you)點，用🌈水标(biao)定的渦街(jie)㊙️流量計可(kě)以用于測(cè)量氣體或(huò)蒸汽，但這(zhè)個應🌈用前(qián)提🌏是要雷(lei)諾數大于(yú)20000才能保證(zhèng)精度。有🆚些(xiē)時候，儀表(biao)在用戶現(xian)場或計量(liang)站☔檢定時(shí)，雷諾數小(xiǎo)于20000，導緻儀(yí)表不滿足(zú)精度要求(qiu)。這種情況(kuàng)産生🐉的非(fei)線性誤差(chà)較小，但也(yě)✂️偶見。
　　上述(shu)2種情況不(bú)可避免，儀(yí)表制造廠(chang)不能因爲(wèi)自己💋儀表(biǎo)内徑原因(yīn)，要求用戶(hu)改管道或(huo)因爲雷諾(nuò)數低🐉就要(yao)⁉️求用戶更(geng)換儀表，可(ke)以采用多(duo)點非線性(xìng)修正，達到(dao)滿足用戶(hu)使用的要(yao)求。這裏介(jie)紹一種有(yǒu)效的方法(fǎ)，實現這一(yi)目的⭐。具體(ti)說就是把(bǎ)測量範圍(wei)分段🔞，取一(yī)個儀表常(chang)數，讓每段(duan)測量範圍(wei)都符合精(jīng)度要🏃求，這(zhè)種方法實(shí)☁️現的過程(cheng)要考慮雷(lei)諾數的影(ying)💔響。下面是(shì)計算模型(xing)[3]。


　　通過上述(shù)6步計算，可(ke)實現儀表(biao)的非線性(xing)修正。利用(yong)上🌈述計算(suan)💯結果，通過(guo)Hart手操器或(huò)儀表按鍵(jian)，把修正參(cān)數輸入儀(yi)表轉換器(qì)，轉換🆚器就(jiù)可以将原(yuán)本非線性(xìng)的曲線重(zhong)新線性化(huà)，達到校正(zhèng)目的。轉換(huàn)器該功能(néng)的實現要(yao)通過前期(qi)轉換器軟(ruǎn)件設計實(shi)現。這樣通(tōng)🌈過線性及(ji)非線性修(xiū)正，就可實(shi)現客戶化(hua)的調校，滿(man)足用戶需(xū)求。
5結束語(yu)
　　渦街流量(liang)計是一款(kuǎn)好産品，國(guo)外的設計(jì)規範已經(jing)把渦街流(liu)量計放到(dào)了差壓式(shi)流量儀表(biao)選型之前(qián)，作爲小管(guan)徑（<DN300）、氣體、液(yè)體、蒸汽流(liú)量測量的(de)首選。随着(zhe)🔴國内合☎️資(zī)産品、民族(zu)品牌産品(pǐn)的性能完(wan)善與提高(gāo)，渦街流量(liang)🈲計在中國(guo)市場會有(yǒu)大的發展(zhǎn)。

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