摘　要:近(jin)年來,渦(wō)街流量(liang)計 被廣(guǎng)泛地應(yīng)用于石(shi)油、化工(gōng)、輕工、冶(ye)金和電(diàn)力企業(ye)中,用于(yú)測🈲量液(ye)體、氣體(tǐ)、蒸汽、低(di)溫和各(ge)種腐蝕(shí)性介質(zhì)。有♻️很多(duo)的資料(liao)對渦街(jie)流量計(jì)的誤差(cha)進行分(fèn)析,但很(hěn)少‼️有涉(she)及到溫(wen)度對其(qi)準确度(du)的影響(xiǎng)。通過對(dui)渦街流(liu)量計的(de)結構和(hé)原理介(jiè)紹,經過(guo)分析,推(tui)導出🐅了(le)渦街流(liu)量計儀(yí)表系數(shù)受溫度(dù)的影響(xiǎng),及其實(shí)際溫度(dù)下的修(xiū)正公式(shi)。
　　 流量計(jì) 出廠校(xiào)驗及其(qi)檢定工(gōng)作是在(zài)實驗室(shì)參考條(tiáo)件下進(jìn)⭐行的,但(dan)一🈲般來(lái)說現場(chǎng)使用條(tiao)件都與(yu)實驗室(shì)的參考(kao)條件有(you)很大的(de)🏃‍♀️偏離,這(zhè)些工作(zuo)條件的(de)偏離到(dao)底會帶(dai)來大多(duo)的附加(jia)誤差至(zhi)今在标(biāo)準及生(shēng)産廠家(jia)資料中(zhong)尚不明(míng)确🚶‍♀️。本文(wen)結合渦(wō)街流量(liàng)計的實(shi)際🌈應用(yòng)情況,爲(wei)了使檢(jiǎn)定和計(ji)量工作(zuò)更👣科學(xue),就溫度(du)❗對渦街(jie)流量計(jì)儀表系(xì)數的影(yǐng)響進行(háng)探讨。
1　渦(wo)街流量(liang)計工作(zuo)原理
　　在(zai)流體中(zhong)設置漩(xuan)渦發生(shēng)體(阻流(liú)體),從漩(xuan)渦發生(shēng)體兩側(ce)交替産(chan)生有規(guī)則的漩(xuán)渦,這種(zhǒng)漩渦成(cheng)爲卡曼(màn)渦街,如(ru)圖1所示(shi)。

　　漩渦(wo)列在漩(xuan)渦發生(sheng)體下遊(you)非對稱(cheng)地排列(lie)。設漩渦(wō)的發生(shēng)頻率爲(wèi)f,則被測(ce)介質流(liú)的平均(jun)速度爲(wèi)U,漩渦🈲發(fā)生體迎(yíng)面寬度(du)爲d,表體(ti)通徑爲(wei)D。根據卡(kǎ)曼渦街(jiē)原理,有(yǒu)如下關(guān)系式:
f=SrU1/d=SrU/md?????????? ?(1)
式(shi)中:U1———漩渦(wō)發生體(tǐ)兩側平(ping)均流速(su),m/s;
Sr———斯特勞(lao)哈爾數(shù);
m———漩渦發(fa)生體兩(liǎng)側弓形(xíng)面積與(yu)管道橫(heng)截


式中(zhōng):K———流量計(ji)的儀表(biǎo)系數,脈(mò)沖數/m 3。
　　K除(chú)了與漩(xuán)渦發生(sheng)體、管道(dào)的幾何(hé)尺寸有(you)關外,還(hai)與斯特(te)勞哈爾(ěr)😍數有關(guān)。圖2所示(shi)爲圓柱(zhu)狀漩渦(wō)發生體(tǐ)㊙️的斯特(te)勞哈爾(ěr)數與管(guan)道👌雷諾(nuo)數的關(guān)系。

　　由圖2可(ke)見,在ReD= 2× 104～ 7× 106範(fan)圍内,Sr可(kě)視爲常(cháng)數,這也(yě)是儀表(biǎo)正常🥰工(gong)♈作的範(fàn)㊙️圍。
　　由以(yǐ)上推理(lǐ)可見,渦(wō)街流量(liàng)計輸出(chu)的脈沖(chong)頻率信(xìn)号不受(shòu)流🤟體物(wu)性和組(zu)分變化(huà)的影響(xiǎng),即儀表(biao)系數在(zai)一🤟定雷(lei)諾數範(fàn)圍内僅(jǐn)與漩渦(wo)發生體(ti)及管道(dao)的形狀(zhuàng)尺寸等(děng)有關。
2　結(jié)構
　　渦街(jie)流量計(ji)由傳感(gǎn)器和轉(zhuǎn)換器兩(liǎng)部分組(zǔ)成,傳感(gǎn)器包括(kuò)漩渦🤞發(fa)生體、檢(jiǎn)測元件(jiàn)、儀表表(biao)體等;轉(zhuan)換器包(bāo)括前置(zhi)放大🥰器(qi)、濾波整(zhěng)形電路(lu)、D/A轉換電(diàn)路、輸出(chu)接口電(dian)路‼️、端子(zi)、支架和(hé)防護罩(zhào)等。近年(nian)來智能(néng)式流量(liang)計還把(bǎ)微處理(lǐ)器、顯示(shì)通訊及(jí)其他功(gōng)能模塊(kuài)也裝在(zai)轉換器(qì)内。
　　漩渦(wo)發生體(tǐ)是檢測(ce)器的主(zhǔ)要部件(jiàn),它與儀(yí)表的流(liú)量特♈性(xing)密切相(xiang)關,本文(wén)主要讨(tǎo)論溫度(dù)的變化(huà)對它🧑🏽‍🤝‍🧑🏻尺(chǐ)寸的影(yǐng)響。當然(rán)生産廠(chang)家爲了(le)避免由(you)渦街發(fa)生🈲體帶(dai)入的誤(wù)差,對渦(wo)街發生(sheng)體提出(chū)了很高(gāo)的要求(qiú),如:能産(chan)生強烈(lie)的渦街(jiē),信号的(de)信噪比(bǐ)高;形狀(zhuang)和結構(gou)簡單,便(bian)于加工(gong)和提高(gāo)其尺寸(cun)的精度(du),以及各(ge)種檢測(cè)元件的(de)安裝和(hé)組合;材(cai)質應滿(man)足流體(ti)性質的(de)要求,耐(nài)腐🐕蝕,耐(nài)磨蝕,耐(nai)溫度變(bian)化等⭕。當(dang)然其他(ta)的部件(jian)如檢測(ce)元件、D/A轉(zhuǎn)換㊙️電路(lù)等也會(huì)影響渦(wō)💔街流量(liàng)計的精(jīng)度,但這(zhe)種影響(xiang)可以在(zài)軟件中(zhong)補償或(huò)者是目(mù)前的技(ji)術局限(xiàn)。有關此(ci)方面的(de)論文很(hěn)多,在此(ci)不再贅(zhui)述。本文(wen)着重讨(tao)論的是(shì)🌍有🆚溫度(dù)的變化(huà)影響漩(xuán)渦發生(sheng)體尺寸(cùn)的變化(huà)和表體(ti)内徑的(de)變化,以(yi)及由此(ci)帶來的(de)誤差。
3　誤(wu)差分析(xī)
　　由(7)式可(ke)知,這是(shi)K在标準(zhǔn)狀況下(xia)的表達(dá)式,在工(gong)作條件(jian)下,由于(yu)溫度發(fā)生了變(bian)化,由此(cǐ)引起K的(de)表達式(shì)的變化(huà)。
将(7)是變(bian)形得:

　　如(ru)果對(9)式(shì)求D和d的(de)偏導數(shu)得到的(de)數學表(biao)達式是(shi)相當複(fu)✂️雜的,這(zhè)裏複雜(zá)的原因(yin)是由于(yu)m的表達(dá)式過于(yú)複雜。在(zài)求m的表(biao)⭐達式時(shi),用了精(jing)确的計(jì)算方法(fa),如圖3所(suǒ)示。将漩(xuán)渦發生(sheng)體看作(zuo)是兩個(ge)扇形(扇(shàn)形OEF和扇(shan)形OHG)和兩(liang)個三角(jiao)形(△EOH和△FOG)的(de)面積之(zhi)和✏️。

　　爲了(le)簡化計(ji)算,在這(zhe)裏做個(ge)近似:把(bǎ)漩渦發(fa)生體看(kan)作是個(gè)矩形ABCD,由(you)圖知道(dào)寬爲d,長(zhang)爲D,所以(yǐ)漩渦發(fa)生體的(de)面積:S體(tǐ)=d·D??????? (11)

　　由于把(bǎ)漩渦發(fā)生體看(kàn)作爲是(shi)個矩形(xíng)(寬爲d,長(zhang)爲D),其面(miàn)積比實(shi)際要大(da),m則比事(shì)件要小(xiao),所以要(yao)對m進行(hang)修正,經(jīng)查閱有(yǒu)關資料(liao),發現大(da)多數的(de)資料都(dou)把4π修正(zheng)爲1.25,代入(rù)(12)式,得到(dao):


　　可見,當(dāng)使用溫(wēn)度和檢(jiǎn)定溫度(du)相差較(jiao)大時,溫(wen)度對儀(yi)表⛱️系數(shù)☔的影響(xiang)是比較(jiào)明顯的(de),應該加(jia)以考慮(lǜ)。
4　結束語(yu)
　　渦街流(liú)量計目(mù)前在國(guo)内應用(yòng)越來越(yuè)廣泛,但(dan)其使用(yòng)📐介質的(de)溫🚶度差(chà)别很大(dà),如有的(de)測量原(yuán)油,有的(de)測🔴量蒸(zheng)汽以✨及(jí)過熱蒸(zheng)汽等,有(yǒu)的使用(yòng)在低溫(wen)環境,有(yǒu)的使用(yong)在高溫(wen)環境,如(rú)果在應(yīng)用過程(cheng)🐅中忽略(lue)的溫度(dù)對儀表(biao)系數的(de)影響,會(huì)産生很(hen)大的計(jì)量誤差(cha),在💋實際(jì)工作中(zhōng)不應該(gai)忽略這(zhe)個因素(sù)影響,在(zài)使用中(zhōng)🚶應該使(shǐ)用以🧑🏽‍🤝‍🧑🏻上(shang)推導公(gōng)式進行(háng)修正。

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