摘要渦街(jiē)流量計 儀表系(xì)數變化的因素(sù)主要有溫度、雷(lei)諾數、管徑差異(yi)、旋渦🏃‍♀️發生體阻(zu)流件尺寸的改(gǎi)變，通過對以上(shàng)因素進行詳細(xi)分析，給出解決(jué)措施。
0引言
　　渦街(jiē)流量計是根據(ju)卡門渦街原理(lǐ)研制成的一種(zhong)㊙️流㊙️體振蕩🌈式流(liu)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(zhuāng)方便、可靠性好(hǎo)，其輸出的脈沖(chong)頻率信号與流(liú)量測量值成正(zheng)比、無零點漂移(yi)，且脈沖頻率信(xìn)号不受流體組(zǔ)分、密度、壓力、溫(wēn)度的⚽影響，廣泛(fan)應用于各種氣(qi)🔞體、液體及蒸汽(qi)介質流量🔴的測(cè)量。但在🈚實🌂際使(shi)用中，由于各種(zhǒng)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(zhong)安放旋渦發生(shēng)體，流體在旋渦(wō)發生體下遊兩(liang)側交替地分離(li)釋放出兩列有(yǒu)規律的交替排(pai)列的🌈旋渦，在一(yi)定的雷諾數範(fan)圍内，該旋渦的(de)頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺(chǐ)寸、管道的幾何(he)尺寸有關，旋渦(wō)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(liàng)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(luó)哈爾數。
渦街流(liú)量計一段時間(jian)内輸出的脈沖(chòng)數與流過流體(tǐ)💃的體積量之比(bi)，稱爲儀表系數(shù)，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(cè)量瞬時流量時(shí)：
qv=f×3600/K（3）
K=f×3600/qv（4）
式中：qv爲體積流(liu)量值，ｍ3/h。
　　由以上公(gōng)式可知，儀表系(xì)數K一但發生變(biàn)化，将直接影響(xiǎng)到流量測量的(de)正确率。儀表系(xi)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(ji)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(ying)的發生變化。爲(wei)了提高流量測(cè)量的正确率，有(yǒu)必要對引起儀(yí)表系數變化的(de)因素進行分析(xī)并提📞出解決措(cuò)施。
2溫度對渦街(jie)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(wō)街流量計的儀(yí)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(kuan)度b也會相應變(biàn)化，流體以相同(tóng)流速經過旋渦(wo)發生體時，其輸(shū)出的頻率🐉也會(hui)相👅應的增加或(huo)降低；二是溫度(du)變化後，渦街流(liú)量計的管道内(nei)徑也有變化，其(qí)截面積會相應(ying)的增大或減小(xiao)，當相同體🏃🏻積的(de)流體流👉過流量(liàng)計時，流速㊙️會降(jiàng)低或增加。
上述(shù)變化可通過數(shu)學方法進行分(fen)析。流速與渦街(jiē)流量☔計管道内(nèi)徑的關系爲：

　　由(you)于b的增量與溫(wen)度成正比，D的增(zēng)量也與溫度成(cheng)正比，所以儀表(biǎo)系數K與溫度增(zēng)量的三次方成(chéng)反比。溫度對儀(yi)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(dù)爲t時的儀表系(xi)數，（ｍ3）-1；K0爲流量計标(biāo)定時t0時♌的平均(jun1)儀表系數，（ｍ3）-1；βD爲流(liu)量計測量管材(cái)質線膨脹系數(shù)，℃-1；βb爲🔅旋渦發生體(ti)材質線膨脹系(xì)數，℃-1；t爲流量計工(gong)作時溫度，℃；t0爲流(liú)量計标定時🈲溫(wen)度，℃。
當流量計測(cè)量管與旋渦發(fa)生體材質相同(tong)時，即
βD=βb=β，上式變爲(wei)：
Kt=［1-3β（t-t0）］K0（7）
　　國産流量計一(yi)般采用不鏽鋼(gāng)材質制造，其線(xiàn)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(shù)的變化。

　　由表1可(ke)以看出，當流體(tǐ)溫度大于100℃時，儀(yi)表系數的變化(huà)是可觀🌈的，當渦(wo)街流量計是用(yòng)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(jiàng)低測量的精度(dù)。
　　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(yí)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(wēn)度來進行儀表(biǎo)系數的标定。
3雷(léi)諾數對渦街流(liu)量計儀表系數(shù)的影響
　　渦街流(liu)量計的斯特羅(luó)哈爾數（Sr）是管道(dao)雷諾數（Re）的函數(shu)，Sr是通過試驗确(què)定的無因次數(shù)，其與Re的關系如(rú)圖👨‍❤️‍👨1所示🏃‍♀️。
　　由圖1可(ke)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(qi)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(liu)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(cǐ)時，隻要确定旋(xuán)渦發生體和‼️管(guan)道的幾何尺寸(cun)，儀表系數就不(bu)會發生改變。

　　當Re小于5×103時，渦街(jiē)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(dāng)Re在5×103~2×104範圍内時，渦(wo)街頻率也能穩(wěn)定的發生，但Sr增(zēng)大了，儀表系數(shù)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(bao)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(què)地确定流量計(jì)的下限流量範(fan)圍，下限雷諾數(shù)一般爲2×104，其對應(ying)👈的下限流🏃🏻速一(yi)♍般氣體爲4~5ｍ/ｓ，液體(tǐ)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(mi)度與常用介質(zhì)相差較大時，應(ying)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(wéi)内時，或希望渦(wo)街流量計有較(jiào)大的量程比時(shí)，爲保證💚測量的(de)🌈精度，應對儀表(biao)🈲系數進行校正(zheng)。
　　爲了提高低雷(léi)諾數區域渦街(jie)流量計的測量(liàng)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(biao)系數。标定時，對(dui)低雷諾數區域(yù)各點的流量進(jìn)💯行标定，計算出(chu)❄️各個區域的平(ping)均儀表系數，然(ran)後與正常的儀(yí)表系數相比，這(zhè)就是校正系數(shu)，将校正系數與(yǔ)雷諾數一一對(dui)應。實㊙️際使用時(shi)，根據現場的實(shí)際參數計算㊙️出(chu)相應的雷諾數(shù)🛀🏻，并用内插法計(ji)算出雷諾數對(duì)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(shù)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(liǎng)種方法。一是在(zài)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(zhèng)🔞能力的測量系(xi)統。二是在渦街(jiē)流量傳感器（變(biàn)送器）中進行，适(shì)☁️用于渦🔴街流量(liang)計本身有校正(zheng)能力🈲的測量系(xì)統。

　　當雷諾數大(dà)于7.2×106，其對應的上(shang)限流速一般氣(qì)體大于⭕80ｍ/ｓ，液體大(da)于8ｍ/ｓ時🌈，流量計會(hui)出現漏脈沖現(xian)象，即流速大于(yú)上限流🛀速後，渦(wo)街流量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計輸出(chū)的頻率與流速(su)成正比的關系(xi)被破壞，且流速(su)越高，漏脈沖現(xiàn)象越嚴重，流量(liang)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(dui)儀表🌍系數的影(yǐng)響
　　名義尺寸相(xiang)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(wō)街流量計的管(guan)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(dao)内徑比測量管(guǎn)内徑大（3％以内）時(shí)的影響
　　在實際(ji)标定中發現，當(dāng)管道内徑比測(ce)量管内徑略大(da)㊙️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(yǒu)二次流産生，但(dan)因二次流存在(zai)的部件在測量(liàng)管之外，所以對(dui)流量計的影響(xiǎng)不明顯。
4.2管道内(nei)徑比測量管内(nèi)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(jìng)較大的測量📞管(guǎn)時，由于慣性作(zuo)用，流束來不及(ji)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(gao)。此誤⭐差可通過(guò)修正✂️系數FD進🔱行(háng)修正：

4.3管道内徑(jing)與測量管内徑(jing)相差較大時的(de)影響
　　當二者相(xiang)差較大時，由于(yú)流體經過這種(zhong)突變造成的流(liu)體擾動⛹🏻‍♀️使得渦(wō)街流量計的測(ce)量變得不再穩(wen)定和可靠，造成(chéng)的誤差無法通(tong)過儀表系數的(de)修正來補償🈲。此(cǐ)時，需要對原有(yǒu)管道⭕進行改造(zào)，安裝同心異徑(jìng)管，使之與流量(liang)計測量管内徑(jing)相匹配，或按照(zhao)管道尺寸定制(zhì)流量計。
5旋渦發(fa)生體阻流件尺(chǐ)寸的改變對儀(yi)表系數的影🔞響(xiǎng)
　　在下列兩種情(qing)況下，旋渦發生(sheng)體阻流件的尺(chi)寸會發生改⛱️變(bian)。
1）旋渦發生體阻(zǔ)流件有堆積物(wù)
　　如果被測流體(tǐ)中存在黏性顆(ke)粒或夾雜着較(jiào)多纖維狀物🔞質(zhì)時🈲，則可能會堆(duī)積在旋渦發生(shēng)體阻流件🍓上，使(shǐ)其幾何形狀和(hé)尺寸發生變化(huà)，因而儀表系數(shu)也會發生變化(hua)。據相關模拟試(shi)驗結果，當阻流(liu)件上堆積物厚(hòu)度爲0.01Ｄ時，附加誤(wu)差爲2％，堆積物厚(hòu)度爲0.
2）旋渦發生(shēng)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(xia)是銳利的，如果(guo)流體中含有固(gu)形物，長期使用(yòng)後其銳緣很容(róng)易被磨損而變(bian)成圓弧，由于阻(zǔ)流🔞件幾何形狀(zhuàng)和尺寸發生變(bian)化，因而儀表系(xì)數也會發生變(biàn)化。
　　一旦發現阻(zǔ)流件有堆積物(wu)時，應及時清除(chú)。當發現🏃🏻旋渦發(fā)生體阻流件有(you)磨損時，應對流(liú)量計的儀表❄️系(xi)數進行重新🏃‍♀️标(biāo)定，當磨損特别(bié)嚴重時，應考慮(lü)更換旋渦發生(shēng)體。
6結束語
　　以上(shàng)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(zuò)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(shēng)，從而提高渦街(jie)流量計測量的(de)正确率。

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