摘(zhai)要渦街流(liu)量計 儀表(biao)系數變化(hua)的因素主(zhu)要有溫度(du)、雷諾數、管(guan)徑差異、旋(xuan)渦⚽發生⁉️體(ti)阻流件尺(chi)寸的改變(bian)，通過對以(yi)上因📱素進(jin)行詳細分(fen)析，給出解(jie)決措施。
0引(yin)言
　　渦街流(liu)量計是根(gen)據卡門渦(wo)街原理研(yan)制成的一(yi)種流體振(zhen)蕩式⁉️流量(liang)測量儀表(biao)。由于其具(ju)有精度高(gao)、測量量⚽程(cheng)寬、結構🏒簡(jian)單、安裝方(fang)便、可靠性(xing)好，其輸出(chu)的脈沖頻(pin)率信号與(yu)流量🔴測量(liang)值成正比(bi)、無零點漂(piao)移，且脈沖(chong)頻率信号(hao)不受流體(ti)組👌分、密度(du)、壓力、溫度(du)的影響，廣(guang)泛應用于(yu)各種氣體(ti)、液體及蒸(zheng)汽介質流(liu)量的測量(liang)。但在實際(ji)使用中，由(you)于各種因(yin)素的影響(xiang)，會🔅使其儀(yi)表🈲系數發(fa)生變化☎️。
1工(gong)作原理
　　在(zai)流體中安(an)放旋渦發(fa)生體，流體(ti)在旋渦發(fa)生體下遊(you)♊兩❓側交替(ti)地分離釋(shi)放出兩列(lie)有規律的(de)交替排列(lie)的🎯旋渦，在(zai)一💔定的✊雷(lei)諾數範圍(wei)内，該旋渦(wo)的頻率與(yu)旋渦發生(sheng)體💰的幾何(he)尺寸、管道(dao)的幾何尺(chi)寸有關，旋(xuan)渦的頻率(lü)正比與流(liu)量，此頻🈚率(lü)可由探頭(tou)檢出。
f=Sr×v/b（1）
　　式中(zhong)：b爲阻流件(jian)的寬度，ｍ；v爲(wei)經流量計(ji)的流體平(ping)均流速，ｍ/ｓ；f爲(wei)旋渦的頻(pin)率，Hｚ；Sr爲斯特(te)羅哈爾數(shu)。
渦街流量(liang)計一段時(shi)間内輸出(chu)的脈沖數(shu)與流過流(liu)體❓的體積(ji)量之比，稱(cheng)爲儀表系(xi)數，用K來表(biao)示：
K=N/Q（2）
式中：K爲(wei)儀表系數(shu)，（ｍ3）-1；N爲體積總(zong)量對應的(de)脈沖數；Q爲(wei)體‼️積🧑🏾‍🤝‍🧑🏼總📞量(liang)，ｍ3。
當渦街流(liu)量計用來(lai)測量瞬時(shi)流量時：
qv=f×3600/K（3）
K=f×3600/qv（4）
式(shi)中：qv爲體積(ji)流量值，ｍ3/h。
　　由(you)以上公式(shi)可知，儀表(biao)系數K一但(dan)發生變化(hua)，将直接影(ying)響到流量(liang)測量的正(zheng)确率。儀表(biao)系數K一般(ban)由實驗室(shi)通過氣👨‍❤️‍👨體(ti)或👌液體實(shi)标得到，但(dan)渦街流量(liang)計在現場(chang)使用♌時，由(you)于各種因(yin)素的影🏃‍♂️響(xiang)，其儀表系(xi)數也會相(xiang)應的發生(sheng)變化。爲了(le)提高流量(liang)測量的正(zheng)确率，有必(bi)要對引起(qi)儀表系數(shu)變化的因(yin)素進行分(fen)析并提⚽出(chu)解決措施(shi)💁。
2溫度對渦(wo)街流量計(ji)儀表系數(shu)的影響
　　流(liu)體溫度變(bian)化通過兩(liang)個因素對(dui)渦街流量(liang)計的儀🧡表(biao)🔴系數産生(sheng)影響。一是(shi)溫度變化(hua)後，旋渦發(fa)生體阻流(liu)件的寬度(du)b也會相應(ying)變化，流體(ti)以相同流(liu)速經過旋(xuan)渦發生體(ti)時，其輸出(chu)✂️的頻率🔱也(ye)會相應的(de)增加或降(jiang)低；二是溫(wen)度變化後(hou)，渦街流👌量(liang)計的管道(dao)内徑也有(you)變化，其截(jie)面積會相(xiang)應的增大(da)或減小，當(dang)相同體積(ji)的流體流(liu)過㊙️流量計(ji)時，流速會(hui)降低或增(zeng)加。
上述變(bian)化可通過(guo)數學方法(fa)進行分析(xi)。流速與渦(wo)街流量計(ji)管道🌈内徑(jing)的關系爲(wei)：

　　由于b的增(zeng)量與溫度(du)成正比，D的(de)增量也與(yu)溫度成正(zheng)比，所🐕以儀(yi)㊙️表系數K與(yu)溫度增量(liang)的三次方(fang)成反比。溫(wen)度對儀表(biao)系數的影(ying)💚響可通過(guo)以下公式(shi)進行修正(zheng)：

　　式中：Kt爲流(liu)體溫度爲(wei)t時的儀表(biao)系數，（ｍ3）-1；K0爲流(liu)量計标定(ding)時t0時💚的平(ping)🌍均儀表系(xi)數，（ｍ3）-1；βD爲流量(liang)計測量管(guan)材質線膨(peng)脹系數，℃-1；βb爲(wei)旋渦發生(sheng)體材質線(xian)膨脹系數(shu)，℃-1；t爲流量計(ji)工作時溫(wen)度，℃；t0爲💃流量(liang)計标定時(shi)溫度，℃。
當流(liu)量計測量(liang)管與旋渦(wo)發生體材(cai)質相同時(shi)，即
βD=βb=β，上式變(bian)爲：
Kt=［1-3β（t-t0）］K0（7）
　　國産流(liu)量計一般(ban)采用不鏽(xiu)鋼材質制(zhi)造，其線膨(peng)脹系數約(yue)在17×10-6/℃左右，表(biao)1給出了流(liu)量計采用(yong)不鏽鋼材(cai)質在不同(tong)溫度下系(xi)數的變化(hua)。

　　由表1可以(yi)看出，當流(liu)體溫度大(da)于100℃時，儀表(biao)系數的變(bian)化是可觀(guan)的，當渦街(jie)流量計是(shi)用來測量(liang)飽和蒸汽(qi)（170℃）和過🌏熱蒸(zheng)汽（280℃）時，由于(yu)🔆儀表🚶系數(shu)變化引起(qi)的誤差将(jiang)大大降低(di)測量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的精(jing)度。
　　解決此(ci)問題的方(fang)法一是按(an)照流體的(de)實際溫度(du)重新計算(suan)儀表系數(shu)，二是用于(yu)測量飽和(he)蒸汽和過(guo)熱蒸汽等(deng)溫度過高(gao)的🚶‍♀️流體時(shi)，用實際流(liu)體（蒸汽）的(de)溫度來進(jin)行儀表系(xi)數的标定(ding)。
3雷諾數對(dui)渦街流量(liang)計儀表系(xi)數的影響(xiang)
　　渦街流量(liang)計的斯特(te)羅哈爾數(shu)（Sr）是管道雷(lei)諾數（Re）的函(han)數，Sr是通過(guo)試驗确定(ding)的無因次(ci)數，其與Re的(de)關系如圖(tu)1所示👣。
　　由圖(tu)1可知，隻有(you)當Re達到一(yi)定數值時(shi)，即Re在2×104~7.2×106，Sr才能(neng)進入其恒(heng)定範🐕圍，曲(qu)線的平直(zhi)部分對應(ying)渦街流量(liang)計的正常(chang)測量流量(liang)的範🔴圍，在(zai)此範圍内(nei)，Sr基本不變(bian)，渦街💜頻率(lü)與流速成(cheng)正比，此時(shi)，隻要确定(ding)旋渦發生(sheng)體和🈲管道(dao)的幾何尺(chi)寸，儀表系(xi)數就不會(hui)發生改變(bian)。

　　當(dang)Re小于5×103時，渦(wo)街頻率将(jiang)不能發生(sheng)或不能穩(wen)定的發生(sheng)✨。此🔞範圍就(jiu)⚽不适合進(jin)行流量測(ce)量了。
　　當Re在(zai)5×103~2×104範圍内時(shi)，渦街頻率(lü)也能穩定(ding)的發生，但(dan)Sr增大了，儀(yi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼表系數也(ye)相應增大(da)，從而影響(xiang)了測量的(de)精度。此時(shi)，需對儀表(biao)♌系數進行(hang)🥵校正才能(neng)保證測量(liang)的精度。
　　由(you)以上分析(xi)可知，正确(que)的使用流(liu)量計，要正(zheng)确地确定(ding)流量👨‍❤️‍👨計的(de)下限流量(liang)範圍，下限(xian)雷諾數一(yi)般爲2×104，其對(dui)應🐪的下限(xian)流🐅速一般(ban)氣體爲4~5ｍ/ｓ，液(ye)體爲0.4~0.5ｍ/ｓ。因此(ci)一般确定(ding)下限💋流量(liang)應保證介(jie)質流速大(da)于上述流(liu)速。
當介質(zhi)粘度、密度(du)與常用介(jie)質相差較(jiao)大時，應進(jin)行雷諾數(shu)計算☎️。當發(fa)現渦街流(liu)量計使用(yong)在低雷諾(nuo)數（5×103~2×104）範圍内(nei)時，或希望(wang)渦街流量(liang)計有較大(da)的量程比(bi)時⛱️，爲保證(zheng)測量的精(jing)度，應🏃‍♂️對儀(yi)表系數進(jin)行校正。
　　爲(wei)了提高低(di)雷諾數區(qu)域渦街流(liu)量計的測(ce)量精度，可(ke)通♊過實驗(yan)室對流量(liang)計的标定(ding)，獲得各個(ge)區域的儀(yi)表系數。标(biao)定時，對低(di)雷諾數區(qu)域各點的(de)流量進行(hang)标定，計算(suan)出各個區(qu)域的平均(jun)儀表👨‍❤️‍👨系數(shu)，然後與💚正(zheng)常的儀🐆表(biao)系數相💚比(bi)，這就是📞校(xiao)正系數，将(jiang)校正系數(shu)與雷諾數(shu)一一對應(ying)。實際使用(yong)時，根⚽據現(xian)場的實際(ji)參數計算(suan)出🍉相應的(de)雷諾數，并(bing)用内插法(fa)計算出👨‍❤️‍👨雷(lei)諾數對應(ying)的校正系(xi)數，從而實(shi)現對儀表(biao)系數的校(xiao)正。YＦ100系列渦(wo)街流量計(ji)在低雷諾(nuo)數範圍🌈内(nei)的校正系(xi)數如表2所(suo)示。
　　雷諾數(shu)影響的校(xiao)正一般有(you)兩種方法(fa)。一是在流(liu)量計的二(er)次儀表中(zhong)進行，适用(yong)于渦街流(liu)量計本身(shen)無🐕校正能(neng)力的測量(liang)系💜統。二是(shi)在渦街流(liu)量傳感器(qi)（變送器）中(zhong)進行，适用(yong)于渦街流(liu)量計本身(shen)有校正能(neng)力的測量(liang)系統。

　　當雷(lei)諾數大于(yu)7.2×106，其對應的(de)上限流速(su)一般氣體(ti)大于80ｍ/ｓ，液體(ti)大于8ｍ/ｓ時，流(liu)量計會出(chu)現漏脈沖(chong)現象，即流(liu)速大于上(shang)限流📞速後(hou)，渦街流量(liang)計輸出的(de)頻率與流(liu)速成正比(bi)的關系被(bei)破壞，且流(liu)速越🐇高，漏(lou)脈沖現象(xiang)越嚴🈲重，流(liu)量計示值(zhi)越低。
4管道(dao)内徑與渦(wo)街流量計(ji)測量管内(nei)徑不同時(shi)對儀表系(xi)數的影響(xiang)
　　名義尺寸(cun)相同的無(wu)縫鋼管，由(you)于壁厚規(gui)格差異大(da)，内徑也會(hui)産生較大(da)差異，這使(shi)連接渦街(jie)流量計的(de)管道内徑(jing)與渦街流(liu)量計測量(liang)管内徑完(wan)全一緻的(de)并不多。
4.1管(guan)道内徑比(bi)測量管内(nei)徑大（3％以内(nei)）時的影響(xiang)
　　在實際标(biao)定中發現(xian)，當管道内(nei)徑比測量(liang)管内徑略(lue)大時，流量(liang)示🤞值穩定(ding)，儀表系數(shu)正常。雖然(ran)流體流過(guo)台階時也(ye)有二次流(liu)産生🛀🏻，但因(yin)二次流存(cun)在的部件(jian)在測量管(guan)之外，所以(yi)對🙇🏻流量計(ji)的影響不(bu)明顯。
4.2管道(dao)内徑比測(ce)量管内徑(jing)小（3％以内）時(shi)的影響
　　當(dang)流體以很(hen)高的流速(su)從管道流(liu)經内徑較(jiao)大的測♍量(liang)📱管時，由于(yu)慣性作用(yong)，流束來不(bu)及膨脹，撞(zhuang)擊在旋渦(wo)發生體上(shang)，引起二👣次(ci)流，使得流(liu)量示值偏(pian)高。此誤差(cha)可通✏️過修(xiu)正系數FD進(jin)行修正🥰：

4.3管(guan)道内徑與(yu)測量管内(nei)徑相差較(jiao)大時的影(ying)響
　　當二者(zhe)相差較大(da)時，由于流(liu)體經過這(zhe)種突變造(zao)成🏃的流體(ti)擾動使得(de)渦街流量(liang)計的測量(liang)變得不再(zai)穩💋定和可(ke)靠，造成的(de)誤🐅差無法(fa)通過儀表(biao)系數的修(xiu)正來補償(chang)。此時，需要(yao)對原有管(guan)道🤟進行改(gai)造，安裝同(tong)心異徑管(guan)，使之與流(liu)量計測量(liang)管内徑相(xiang)匹配，或按(an)照管道尺(chi)寸定🔴制流(liu)量計。
5旋渦(wo)發生體阻(zu)流件尺寸(cun)的改變對(dui)儀表系數(shu)的影響
　　在(zai)下列兩種(zhong)情況下，旋(xuan)渦發生體(ti)阻流件的(de)尺寸會發(fa)生改變。
1）旋(xuan)渦發生體(ti)阻流件有(you)堆積物
　　如(ru)果被測流(liu)體中存在(zai)黏性顆粒(li)或夾雜着(zhe)較多纖維(wei)🔱狀物🈲質時(shi)🔴，則可能會(hui)堆積在旋(xuan)渦發生體(ti)阻流件🧡上(shang)，使♍其幾何(he)形狀和尺(chi)寸發生變(bian)化，因而儀(yi)表系數也(ye)會發生變(bian)化🌐。據相關(guan)模拟試驗(yan)結果💔，當阻(zu)流件上👄堆(dui)積物厚度(du)爲0.01Ｄ時，附加(jia)誤差爲2％，堆(dui)積物厚度(du)爲0.
2）旋渦發(fa)生體阻流(liu)件有磨損(sun)
　　渦街流量(liang)計旋渦發(fa)生體阻流(liu)件的兩條(tiao)棱邊正常(chang)㊙️情況下⚽是(shi)銳利的，如(ru)果流體中(zhong)含有固形(xing)物，長期使(shi)用後其銳(rui)緣很容易(yi)被磨👅損而(er)變成圓弧(hu)，由于阻流(liu)件幾何形(xing)狀和尺寸(cun)發🆚生變化(hua)，因而儀表(biao)系數也會(hui)發生變化(hua)🏃‍♂️。
　　一旦發現(xian)阻流件有(you)堆積物時(shi)，應及時清(qing)除。當發現(xian)🏃‍♂️旋渦發💜生(sheng)體阻流件(jian)有磨損時(shi)，應對流量(liang)計的儀表(biao)系數進行(hang)重新标定(ding)，當磨損特(te)别嚴重時(shi)，應考慮更(geng)換旋渦發(fa)生體。
6結束(shu)語
　　以上就(jiu)是一些影(ying)響渦街流(liu)量計儀表(biao)系數變化(hua)的因素，我(wo)們☂️能做的(de)就是注意(yi)這些可能(neng)發生的因(yin)素，并加以(yi)改善，盡量(liang)避免這⚽些(xie)現象的産(chan)生，從而提(ti)高渦街流(liu)量計測量(liang)的正㊙️确率(lü)。

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