大部(bù)分流量儀表(如(ru) 電磁流量計 、 渦(wō)輪流量計 、科裏(li)奧利質量流量(liàng)計)是以實流校(xiao)準，即用實際流(liu)🧡體⛱️流過被校儀(yi)表，再用别的标(biāo)準裝置(标準流(liu)量計或流量标(biāo)準裝置)測出流(liú)過被校準儀表(biao)的流量，與被校(xiao)儀表的流量值(zhí)作比較,或🛀将被(bei)校儀表進行分(fen)度。這種實流校(xiào)準方🥰法又稱作(zuò)濕法校準。渦街(jiē)流量計 曾也用(yong)實流校準法。還(hai)有一種稱作幹(gan)法校準的間接(jiē)方法🆚，是以測量(liang)流量傳感部分(fen)的結構尺寸或(huo)其他與計算流(liú)量❄️有關的量,并(bing)按規定使用，間(jiān)接校準🙇‍♀️儀表流(liú)量值.獲得相應(ying)測量精度。
　　雖然(ran)渦街流量計當(dāng)前仍采用實流(liú)校準流量，但因(yin)其流量傳感件(jiàn)形狀簡單,與孔(kǒng)闆相仿具有實(shí)現間接法校準(zhǔn)的潛在可行性(xìng)。十餘年前國際(jì)上就有人按标(biao)準.節流裝置的(de)思路探索實施(shi)旋♌渦發生标準(zhǔn)化方面工作。1994年(nian)日本工業技術(shù)院計量研🛀🏻究所(suo)曾在♈FLOMEKO'94會.上提出(chū)标準旋渦發生(sheng)體研究的階段(duan)性報告，報告結(jié)論稱渦🌈街流量(liàng)計幹法校準的(de)不确定度小于(yú)孔闆，僅爲0.3%。重慶(qing)工業自動🌈化儀(yi)表研究所在”七(qi)五”期⛹🏻‍♀️間亦曾開(kāi)展這項研究工(gong)作，設計制作DN50/DN100儀(yi)表的旋渦發生(sheng)體近200套，實驗求(qiú)取各參數敏感(gǎn)系數、幾何尺寸(cun)公差、安裝要求(qiu)和安裝條件影(ying)響等，獲得第一(yī)階段❓成果。在這(zhè)一成果的基礎(chu)上,制訂渦街流(liú)量傳感器行業(ye)标準(ZBN12006-89)和國家計(jì)量檢定規程(JJG620-89).采(cǎi)用了部分内容(róng)，但未形成标準(zhun)渦街流量計和(he)幹法校☂️準的國(guó)家标準。
　　1989年日本(ben)制訂了渦街流(liú)量計工業标準(zhun)JISZ8766《渦街流量計一(yī)流❌量測量方法(fǎ)》(以下簡稱《标準(zhun)》),2002年修訂時設一(yī)專章，納入了标(biāo)準⁉️渦街流量計(jì)的研究成果，在(zài)《标準》的“解說“部(bù)分說明确定旋(xuan)🈚渦發生體各要(yào)素的依據，例🌈舉(jǔ)典型實驗數據(ju)。下文扼要轉述(shu)《标準》中旋渦發(fa)生體形狀、尺寸(cùn)及其允差,各👄尺(chi)寸對斯特勞哈(ha)爾(Strouhal)數的敏感性(xìng),不确定度分析(xi)等。
一标準旋渦(wo)發生體形狀和(hé)尺寸
　　标準渦街(jie)流量計的旋渦(wō)發生體是截角(jiǎo)的等腰三角形(xíng)六⭕面🧑🏾‍🤝‍🧑🏼體截面柱(zhù).形狀和尺寸如(rú)圖1、表1所示，。所選(xuǎn)定尺寸是經一(yi)系列優化實驗(yan)後的最優尺寸(cun)。例如所選取W=0.28D和(hé)H=0.35D是在🍉一組斯特(tè)勞哈爾數(Si)-雷❄️諾(nuo)數Ren關系線中(分(fen)别見圖2和圖3)最(zuì)爲平坦，即🌈儀表(biǎo)可獲得最好的(de)線性度。
 
 
　　按标準(zhun)旋渦發生體制(zhi)造的渦街流量(liàng)計可以不用實(shí)❗流🌏校準，保證達(da)到預期測量精(jing)度。當前《标準》适(shì)用範圍⛷️口徑爲(wèi)100~600mm,Reo爲1x105~2x106，是本次制訂(ding)《标準》時的實驗(yan)範圍，随着今後(hòu)進一步研究，下(xia)🔞次修訂時适用(yong)範圍有可能⛹🏻‍♀️擴(kuò)大。
 
二．标準旋渦(wō)發生體的斯特(tè)勞哈爾數St
　　《标準(zhǔn)》規定的旋渦發(fa)生體按插入測(cè)量管頂端是否(fǒu)💯固定分爲🔴标準(zhun)1型和标準2型兩(liang)種,其S:值微有差(chà)異,如表2。标✔️準1型(xíng)多數實驗儀表(biao)口徑爲DN100DN400,St與Reo無關(guān)平均值爲0.25033.其标(biāo)準㊙️偏差爲0.12%;标準(zhun)2型實驗口📱徑爲(wei)DN150和DN200,實.驗數據的(de)拟合線爲💘近似(sì)二折線，St與Ren有關(guan)。
 
　　僅從St-Ren關系在性(xing)能上考察,标準(zhun)1型優于标準2型(xing)，然而流🍉體中微(wei)粒子堵塞旋渦(wo)發生體台座與(yǔ)測量管間的隙(xì)縫，将引起特性(xing)大幅變化，因此(cǐ)從實用觀點考(kao)慮再.增加無隙(xì)💘縫的标準2型。但(dan)🈚是标準❤️2型易受(shou)上遊管件等擾(rǎo)流影響,《标準》規(gui)定必👉須在儀表(biǎo)上遊10D處裝置明(míng)石型多✂️孔闆流(liú)動調整器(FlowCondi-tioner)組合(he)使用。
三．斯特勞(láo)哈爾數不确定(dìng)度分析和評估(gu)
　　St數的擴展不确(què)定度Est(包含因子(zi)k=2)如下式:
 
　　式中，等(deng)式右邊前9項是(shi)旋渦發生體各(gè)結構要素的允(yǔn)差(前附加記号(hao)δ),後6項是旋渦發(fā)生體與測量管(guǎn)間裝配的偏心(xīn)距/角度(η、e、α、β)允差(含(hán)義和符号如圖(tu)4所示)、直管段長(zhang)✂️度附加不确定(ding)🔞度(ur)等因素。
　　經研(yán)究分析所定式(shì)(1)各不确定性因(yīn)素項中，其系數(shù)中‼️包括經實驗(yàn)求得的敏感系(xi)數。St數不确定度(du)uc(St)按不确定度傳(chuan)播律由式(2)合成(chéng)♋求得:
 
　　式中,u(xi)是以(yi)各參數xi的标準(zhun)不确定度表示(shì)，最後7項不是旋(xuan)渦發生體結構(gou)參數的不确定(ding)度。Ua包含有旋渦(wō)發生體平行部(bù)和上遊面✏️間的(de)角度、旋渦發生(sheng)體/測量管表面(miàn)粗糙度等的不(bú)确定度;usro是測♻️量(liàng)St數時校準設備(bèi)引起的附加不(bú)确定度;Uf是上遊(you)擾流🆚管件形成(chéng)流動畸變和👨‍❤️‍👨旋(xuán)轉流産生的附(fu)加不确定度。
　　us和(hé)Ustd是需确定的值(zhí),但在校準設備(bèi)充分長直管可(kě)忽略ur情😍況下💯，測(cè)得标準1型St數的(de)标準偏差爲0.0003.即(jí)可得到:uz2+usro2=0.0003(3)
　　一般機(ji)械零件設計規(gui)定尺寸允差δ(xi)，實(shí)際制造尺寸分(fèn)布假設爲三角(jiǎo)形分布，其标準(zhun)不确定度u(xi)如式(shi)(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通常擴展(zhan)不确定度的包(bao)含因子k=2.擴展不(bu)确定度Est=Kuc(St)=2uc(St),再從式(shi)(4).并對尺寸允差(cha)無次元化,變換(huàn)後得式(5),再代入(ru)敏感系數ε,就成(chéng)爲前文式(1)，式中(zhong)uf将在下文說明(ming)。
 
　　《标準》解說部分(fèn)列舉了W.T.Gw三個結(jie)構參數求取敏(mǐn)感系數的實💜驗(yan)數據如表3,從旋(xuán)渦發生體寬度(du)W對St數的敏感性(xìng)圖中可求出敏(min)感系數1.208.
四.标準(zhun)渦街流量計前(qian)後直管段長度(dù)要求和安裝影(ying)響
　　爲控制前文(wén)提到流動擾動(dòng)引起的不确定(dìng)度uf，《标準》正文提(ti)出儀表前後直(zhí)管段長度和其(qí)他安裝條件🐇要(yao)求:
(1)在規定附加(jiā)相應不确定度(du)下.如《标準》中圖(tu)例。
(2)從旋渦發生(sheng)體中心軸下遊(yóu)側1D的流通通道(dào)(測量管或管道(dào))内，不🈚能有台階(jie)。
(3)使用标準2型時(shí)，須在流量計上(shàng)遊10D處裝明石型(xing)多孔流動調整(zheng)器🈲，其X-X(水平)軸必(bi)須與旋渦發生(sheng)體軸平行安裝(zhuang)。
　　解說“部分列出(chū)确定六種擾流(liú)管件直管段長(zhang)度要求的依❤️據(ju)(12幀實驗數據圖(tu))，從中可了解直(zhí)管段不足時對(dui)St數的影響程度(du)。例如标準1型在(zai)單彎管擾流下(xià)不同直管段長(zhǎng)度的附❄️加誤差(cha).不足規定30D僅10D時(shi)St數增大約0.8%。
 
　　流動(dòng)調整器的安裝(zhuang):“解說”還列出标(biao)準2型儀表不裝(zhuāng)流動調整器St數(shù)的實驗數據圖(tu)，與裝流動調整(zhěng)相比，變化🐉0.7%左右(you)，流動調整器與(yu)儀表間組裝于(yu)不同距離和不(bú)同位置孔轉角(jiao)影響St數的實驗(yan)數據圖2幀,說明(míng)💜St變化達0.5%~0.8%。
　　測量通(tōng)道台階影響:“解(jiě)說“闡明儀表測(cè)量内徑和前🆚後(hòu)管路内徑差異(yi)形成台階影響(xiang)的實驗數據圖(tu)3幀，文件認爲試(shì)驗尚不夠充分(fen),因此未納入《标(biao)準》正文。所例舉(ju)🏃儀表内徑151mm,測量(liàng)🈲管長151mm,旋渦發生(sheng)體置于中點，連(lián)接到3種内徑:A=146.5mm、B=1555mm、C=159.2mm的(de)前後直管，按台(tái)階與旋渦發生(shēng)體軸間距作4組(zu)配置，即(1)上遊側(ce)0.5D，下遊測0.5D;(2)上遊側(cè)1D，下遊側0.5D;(3).上遊側(ce)0.5D,下遊側1D;(4).上遊側(ce)1D,下遊側1D。所測得(de)的St數與無台階(jiē)管段相比，變化(huà)如表4。從中可看(kan)出:前後直管内(nèi)徑小于儀表測(cè)量管内徑比大(da)于測量管♉内徑(jing)影響大:後台階(jie)的影響大于前(qian)台階的影響。認(rèn)爲渦街流量計(jì)後直管内徑與(yu)儀表内徑差的(de)影響比前直管(guan)大這一現象，與(yǔ)其他流量儀表(biao)(如節流差壓流(liú)量計、渦✂️輪流量(liang)計、電磁流量計(ji))前直管💃🏻影響大(dà)的常例相反☀️.值(zhi)得關注。
 
　　管軸偏(piān)心影響:儀表測(ce)量管與管道不(bu)同心度形成的(de)附加誤差,從”解(jie)說”提供内徑151mm儀(yi)表的實驗數據(ju)證明是不容🌂忽(hū)視的。偏心4.5mm(口🏒徑(jìng)的3%.偏心口與旋(xuan)渦發生體軸相(xiàng)距0.5D)時附加誤差(cha)達3%以上。若測量(liang)💯管較長,偏心口(kou)與旋渦😍發生體(ti)軸相距1.5D以上時(shí)，影響可✊大爲減(jian)小。認爲從這一(yī)實驗看出，制造(zao)廠爲使儀表輕(qing)巧和降低成本(běn),測量管長度設(shè)計過短，實質上(shang)對使用者提高(gāo)了要求和費用(yong)，從總體考慮并(bìng)不合理。
五.結束(shù)語
　　JISZ8766提出了标準(zhun)旋渦流量計的(de)方案和基礎實(shi)驗典型數據，我(wǒ)們可借鑒這一(yī)文件開展旋渦(wo)流量計幹法校(xiao)準方面的工作(zuò)。日本标準協會(huì)(JSA)準備向國際标(biao)化組織(ISO)提出,将(jiang)JISZ8766作爲渦街流量(liang)計🌐國際标準草(cao)案。期待國際标(biāo)準☀️化後的渦街(jiē)流量計能像标(biao)準孔闆等節⛱️流(liú)差壓流量計那(na)樣普及🔞。
　　《标準》提(tí)出幾種擾流件(jian)的直管長度要(yao)求、管段台階🌂和(he)管軸偏🐆心影響(xiang)等實驗數據，特(tè)别是後兩者作(zuo)爲标準附件内(nèi)容🔞,在各國“标準(zhǔn)“中尚不多見，很(hen)有價值⭕。雖然這(zhe)些内容是針對(dui)特定的渦街流(liú)量計，但是對其(qi)他渦街流量計(jì)也🛀🏻可參照。

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