摘　要:近年來,渦(wō)街流量計 被廣(guang)泛地應用于石(shí)油、化工、輕工、冶(yě)金和電力企業(ye)⭐中🐅,用于測🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量液(yè)體、氣體、蒸汽、低(di)溫和各種腐蝕(shí)性介質。有很多(duo)的資料對👨‍❤️‍👨渦街(jiē)流量計的誤差(chà)進行分析,但很(hen)少有涉及到溫(wēn)度對其準确度(du)的影響。通過對(duì)🆚渦街流量計的(de)結構和原理介(jiè)紹,經過分析,推(tui)導出♻️了渦街流(liu)量計儀表系數(shu)☀️受溫度的影響(xiang),及其實際溫度(du)下的修正㊙️公式(shì)。
　　 流量計 出廠校(xiao)驗及其檢定工(gōng)作是在實驗室(shi)參考條件下進(jìn)行的,但一般來(lái)說現場使用條(tiáo)件都與實驗室(shì)的參考🥵條件有(you)很大的偏離🔆,這(zhe)些工作條件的(de)偏離到底會帶(dai)👣來大多的附加(jia)誤差至今在标(biāo)🈲準及生産廠家(jia)資料中尚不明(ming)确。本文結合渦(wo)街流量計的實(shí)際🍉應用情況,爲(wèi)了使檢定和計(jì)量工作更科學(xué),就溫度✂️對渦街(jie)流量計🛀儀表系(xi)數的影響進行(háng)探讨。
1　渦街流量(liang)計工作原理
　　在(zai)流體中設置漩(xuan)渦發生體(阻流(liu)體),從漩渦發生(shēng)體兩側交替産(chǎn)生有規則的漩(xuán)渦,這種漩渦成(chéng)爲卡曼渦街,如(ru)圖1所示。

　　漩渦列在漩(xuan)渦發生體下遊(yóu)非對稱地排列(liè)。設漩渦的發👈生(shēng)♌頻率爲f,則被測(cè)介質流的平均(jun)速度爲U,漩渦發(fā)生體迎面寬度(dù)爲d,表體通徑爲(wèi)D。根據卡曼渦街(jie)原理,有如下關(guān)系式:
f=SrU1/d=SrU/md?????????? ?(1)
式中:U1———漩渦(wō)發生體兩側平(píng)均流速,m/s;
Sr———斯特勞(lao)哈爾數;
m———漩渦發(fa)生體兩側弓形(xing)面積與管道橫(heng)截


式中:K———流量計(ji)的儀表系數,脈(mò)沖數/m 3。
　　K除了與漩(xuan)渦發生體、管道(dao)的幾何尺寸有(yǒu)關外,還與斯特(tè)勞哈🥵爾數有關(guan)。圖2所示爲圓柱(zhù)狀漩渦發生體(tǐ)的斯特勞哈爾(ěr)數與管道雷諾(nuo)數的關系。

　　由圖2可(kě)見,在ReD= 2× 104～ 7× 106範圍内,Sr可(kě)視爲常數,這也(yě)是儀表正常工(gong)作的範圍。
　　由以(yǐ)上推理可見,渦(wō)街流量計輸出(chū)的脈沖頻率信(xin)号不☔受流體📧物(wù)性和組分變化(hua)的影響,即儀表(biǎo)系數在一定雷(lei)🚩諾數範圍内僅(jǐn)與漩渦發生體(ti)及管道的形狀(zhuang)尺寸等有關。
2　結(jie)構
　　渦街流量計(ji)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組(zu)成,傳感器包括(kuo)漩❤️渦🆚發生體、檢(jiǎn)測元件、儀表表(biǎo)體等;轉換器🔆包(bao)括前置放大器(qi)、濾波整形電路(lu)、D/A轉換電路、輸出(chū)接口電路、端子(zǐ)、支架和防護罩(zhào)等。近年來智能(néng)式流量計還把(bǎ)微處理器、顯示(shì)通訊及其他功(gōng)能🏃‍♀️模塊也裝在(zai)轉換器内。
　　漩渦(wo)發生體是檢測(cè)器的主要部件(jiàn),它與儀表的流(liú)量特性密切相(xiang)關,本文主要讨(tao)論溫度的變化(huà)對它尺寸的影(yǐng)響。當然生産廠(chang)家爲了避免由(yóu)渦街發生體帶(dai)入的誤差,對渦(wō)街發生體提出(chū)了很高的要求(qiú),如:能産生強烈(liè)的渦街,信号的(de)信噪比高🤩;形狀(zhuàng)和結構簡單,便(biàn)于加工和提高(gao)❄️其尺寸的精🤩度(dù),以及各種檢測(cè)元件的安裝和(hé)組合;材質應滿(man)足流體性質的(de)🔞要求,耐腐蝕,耐(nai)磨蝕,耐溫度變(bian)化等。當然其他(tā)的部件如檢測(ce)元件、D/A轉換電路(lù)等也會影響渦(wo)街流量計的精(jing)度,但這種影響(xiǎng)可以在軟件中(zhōng)補償或者是目(mu)前的技術局限(xian)。有🛀🏻關此方面的(de)論文很多,在此(cǐ)不再贅述。本文(wen)着重讨論的是(shì)有溫度的變化(hua)影響漩渦發生(sheng)體尺寸的變化(hua)和表🌈體内🥰徑的(de)變化,以及由此(cǐ)帶來的誤😄差。
3　誤(wù)差分析
　　由(7)式可(ke)知,這是K在标準(zhǔn)狀況下的表達(dá)式,在工作條件(jian)下,由于溫度發(fa)生了變化,由此(ci)引起K的表達式(shì)的變化。
将(7)是變(biàn)形得:

　　如果對(9)式(shì)求D和d的偏導數(shu)得到的數學表(biao)達式是相當複(fú)😘雜的,這裏複雜(zá)的原因是由于(yú)m的表達式過于(yu)複雜。在求m的表(biǎo)達式時,用了精(jīng)确的計算方法(fa),如圖📞3所示。将漩(xuan)渦發生體看作(zuò)是兩個扇形(扇(shàn)形OEF和扇形💁OHG)和兩(liǎng)個三🔴角形(△EOH和△FOG)的(de)面積之和✨。

　　爲了(le)簡化計算,在這(zhè)裏做個近似:把(bǎ)漩渦發生體看(kan)作是個矩形ABCD,由(you)圖知道寬爲d,長(zhǎng)爲D,所以漩渦發(fā)生體的面積:S體(ti)=d·D??????? (11)

　　由于把漩渦發(fā)生體看作爲是(shi)個矩形(寬爲d,長(zhǎng)爲D),其🔴面積比實(shi)際要大,m則比事(shì)件要小,所以要(yao)對m進行修正,經(jing)查閱有關資料(liào),發現大多數的(de)資料都把4π修正(zheng)爲1.25,代入(12)式,得到(dao):


　　可見,當使用溫(wen)度和檢定溫度(dù)相差較大時,溫(wēn)度對⭐儀表系數(shù)的影響是比較(jiào)明顯的,應該加(jia)以考慮。
4　結束語(yǔ)
　　渦街流量計目(mù)前在國内應用(yong)越來越廣泛,但(dan)其使用介質的(de)溫💔度差别很大(da),如有的測量原(yuan)油,有的測🈲量蒸(zhēng)🏃🏻‍♂️汽以及過🛀熱蒸(zhēng)汽等,有的使用(yong)在低溫環境,有(you)🐕的使用在高溫(wēn)環境,如🔴果在應(yīng)用過程📱中忽略(lue)的溫度對儀表(biao)系數的影響,會(huì)産生很大的計(ji)❗量誤差,在實際(jì)工作中❗不應該(gai)忽略這個因素(sù)影響,在使用中(zhōng)✔️應該使用以上(shàng)推導公式進行(háng)修正。

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