渦街流量計(jì)是一種以直接測量封閉管道中滿管流的流體流動(dòng)的速度來獲得流量的速度式流量計(jì)。

 

    渦街流量計(jì)由旋渦發(fā)生體、檢測器、放大器及轉(zhuǎn)換器組成，可與信號處理和顯示部分配套使用。其工作原理為在測量管道中垂直插入一阻流體，也稱旋渦發(fā)生體。隨著流體的流動(dòng)，當(dāng)管道雷諾數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，在發(fā)生體兩側(cè)就會交替地分離出卡門渦街。旋渦頻率f與流經(jīng)發(fā)生體兩側(cè)的平均流速v之間的關(guān)系可表示為：

 

        （1）

 

    式中：f為旋渦頻率，Hz；Sr為斯特勞哈爾數(shù)；&UPSilon;為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，m/s；d為發(fā)生體迎流面的寬度，m。m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道內(nèi)橫截面面積之比。

 

    

 

    式中：D為管道直徑，m。

 

    對于確定的測量管內(nèi)徑D，瞬時(shí)流量（m3/s）有：

 

        （2）

 

    即測量管內(nèi)徑D和發(fā)生體迎流面寬度d，體積流量qv與旋渦發(fā)生體f成正比。若設(shè)，

 

    則：

 

    式中：qv為體積流量，m3/h；K為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)，m-3。

 

    渦街流量計(jì)與節(jié)流差壓式流量計(jì)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，準(zhǔn)確度高、量程范圍寬，壓力損失小、無零點(diǎn)漂移等優(yōu)點(diǎn)；但渦街流量計(jì)也有一定的局限性，若管道機(jī)械振動(dòng)比較敏感，當(dāng)流量或壓力產(chǎn)生脈動(dòng)時(shí)，示值大幅度偏高，影響較大等。為了驗(yàn)證壓力波動(dòng)給渦街流量計(jì)帶來的影響，我們選擇一套穩(wěn)壓系統(tǒng)可以進(jìn)行自由切換的DN15～DN50水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，對某公司生產(chǎn)的DN40口徑的渦街流量計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)。其試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

 

    試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度：24.5℃；試驗(yàn)水溫：24.1℃；相對濕度：65%。

 

    試驗(yàn)設(shè)備：DN15～DN50水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置；準(zhǔn)確度：0.1%  穩(wěn)壓容積：3m3；裝置穩(wěn)壓時(shí)其壓力波動(dòng)不大于0.1%～0.3%。

 

    我們選擇某企業(yè)生產(chǎn)的性能較為穩(wěn)定的一臺DN40渦街流量變送器，該流量變送器的流量范圍為：4.3～43m3/h，準(zhǔn)確度為1.0%，按流量上限的70%選擇流量點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)的被檢流量變送器其穩(wěn)壓前后試驗(yàn)必須在同一管線上進(jìn)行，且不能進(jìn)行重新裝夾，以克服其它因素的影響。

 

    試驗(yàn)方案1：水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的供水系統(tǒng)經(jīng)過穩(wěn)壓容器（3m3）向試驗(yàn)臺供水，此時(shí)試驗(yàn)壓力為0.4MPa，壓力波動(dòng)在0.1%～0.3%之間，試驗(yàn)裝置的直管段滿足檢定規(guī)程要求；     

 

    試驗(yàn)方案2：水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的供水系統(tǒng)不經(jīng)過穩(wěn)壓容器，而由泵直接向試驗(yàn)裝置供水，試驗(yàn)壓力為0.4MPa，試驗(yàn)裝置的直管段滿足檢定規(guī)程要求。其試驗(yàn)結(jié)果見表1～表3。

 

表1 01#穩(wěn)壓試驗(yàn)儀表系數(shù)表

 

 

 

 

 

圖1 01#系統(tǒng)穩(wěn)壓對渦街流量變送器儀表系數(shù)的影響圖

 

表2 02#穩(wěn)定試驗(yàn)儀表系數(shù)表

 

 

 

 

 

圖2 02#系統(tǒng)穩(wěn)壓對渦街流量變送器儀表系數(shù)的影響圖

 

表3 03#穩(wěn)壓試驗(yàn)儀表系數(shù)表

 

 

 

 

 

圖3 03#系統(tǒng)穩(wěn)壓對渦街流量變送器儀表系數(shù)的影響圖

 

    通過實(shí)驗(yàn)表明：從渦街流量變送器的測量原理上分析，渦街流量變送器的儀表系數(shù)應(yīng)不受液體的壓力、溫度、粘度、密度、成分的影響。但從實(shí)際的試驗(yàn)的結(jié)果來看，系統(tǒng)的壓力變化對渦街流量變器的儀表系數(shù)和線性度還是有一定的影響。分析認(rèn)為是因?yàn)檫x擇國內(nèi)知名度不高的企業(yè)產(chǎn)品，估計(jì)產(chǎn)品沒有嚴(yán)格的老化、耐壓等其它性能試驗(yàn)，儀表系數(shù)不太穩(wěn)定，所以流量傳感器的儀表系數(shù)會隨著系統(tǒng)的壓力變化而產(chǎn)生—定的變化。望今后在對此類儀表的檢定/校準(zhǔn)過程中加以考慮。