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壓力補償型渦街流量計的詳細闡述
關鍵字：渦街流量計，壓力補償渦街流量計 日期：2012-11-13 9:07:09
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壓力補償渦街流量計特點與局限性
一、特 點
溫壓補償?shù)?/span>渦街流量計發(fā)展速度之快、應用范圍之廣是不少流量儀表所不及的。究其原因，還是由它自身的特點所決定的。
渦街流量計的主要特點如下：
1．輸出與流體流速成正比的脈沖信號，不存在零漂問題
在諸多流量儀表中，有不少儀表輸出的是模擬信號，如差壓流量計、浮子流量計、電磁流量計、靶式流量計等。這類儀
表輸出信號存在著零點漂移，會給流量測量帶來誤差，特別是在小流量狀態(tài)，零漂對測量精度的影響是不可小視的。上述幾
種流量計中，除電磁流量計外，其他流量計的流量特性還是非線性的。這種非線性給儀表帶來的問題是，當?shù)土砍虝r，測量
精度和檢測靈敏度難以提高，儀表的量程比難以擴大。
2．無可動部件，可靠性高
在流量計中，運動的測量部件，無疑是其薄弱環(huán)節(jié)。運動部件的磨損，使儀表系數(shù)改變，不僅降低了測量精確度，也縮
短了儀表的壽命。在壽命期內(nèi)，為了保持測量精度，必須經(jīng)常對儀表進行標定。標定周期短，是有可動部件流量計的又一缺
點。對被測介質的清潔度要求較高，儀表應用范圍受到限制。而渦街流量計無可動部件，提高了它的可靠性。
3．測量工作狀態(tài)體積流量，對流體的物性變化不敏感
在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，旋渦分離的頻率僅與流體工作狀態(tài)下的體積流量成正比。而對被測流體壓力、溫度、粘度和組
分變化不敏感。因此，在幾何相似和動力相似條件下，
渦街流量計可用一種典型介質（如水或空氣）標定，就可確定它的儀表系數(shù)，并可在其他介質中使用。渦街流量計的這一特點，對生
產(chǎn)廠和用戶都會提供很大的方便。對用于高壓氣體的渦街流量計，使用常壓條件下標定的儀表系數(shù)，用戶完全可以放心，生
產(chǎn)廠不必為沒有高壓標定設備而憂慮；用于氣體的渦街流量計，也可在水流量標準裝置中校驗，提高標定精確度。渦街流量計
這一特點，為它實現(xiàn)干標定、發(fā)生體標準化提供了有利的條件。
4．量程范圍較寬
大多數(shù)渦街流量計，在雷諾數(shù)為2×l04~7×l06范圍內(nèi)，可具有較好的線性度，按這個雷諾數(shù)范圍計算，渦街流量計最
大量程比可達300：1以上。由于檢測元件的靈敏度、儀表的壓力損失和其他方面的限制要達到這么高的量程比是非常困難的。
但大多數(shù)的渦街流量計的量程比可達到10：1以上，有的可達到20:1甚至30:1。而其他的流量計如差壓流量計，卻沒有這么寬
的量程范圍。
5．測量精確度較高
渦街流量計屬測量精確度中等偏上的流量計，通常測量液體的精確度為±0.50/0~±1010，測量氣體的精確度為±1％~±
1.5%，這種精確度比渦輪流量計、科氏力質量流量計低，但與傳統(tǒng)的差壓流量計、浮子流量計相比，測量精確度較高。
6．結構簡單，安裝方便
7．適用于多種介質
渦街流量計可測量液體、氣體和蒸汽流量。不少流量計不具備這一特點。例如電磁流量計只可用于導電液體，對電導率
很低的化工介質、油和氣體，不能測量；容積式流量計可測量液體、氣體，但不能測量蒸汽。
8．壓力損失較小
渦街流量計與孔板流量計相比，壓力損失小，僅為孔板的1/4～l/2。 9．安裝方式靈活
除個別類型（例如振動體式）外，根據(jù)現(xiàn)場工藝管道的不同，可水平、垂直和不同角度傾斜安裝。渦輪流量計、容積式流量
計則不可能這么靈活。
10．結構形式多樣
測量中小管徑流量時，可選用滿管式渦街流量計；測量大口徑管道流量時，可選用插入式渦街流量計。
11．實現(xiàn)干標定的條件優(yōu)越
以上的第1~4條優(yōu)點，成為渦街流量計的干標定最有利的條件。
12．采用了多種檢測技術，充分利用了各種檢測技
術的優(yōu)點
在所有流量計中，渦街流量計可采用的檢測技術是最多的，熱敏、力敏、超聲、光電、磁電等檢測技術幾乎都被采用，這
樣就可以充分發(fā)揮不同檢測技術的優(yōu)點。對于不同的流體、不同的工作條件、不同的測量要求，可選用不同的檢測技術，這
是其他類型流量計無法與之相比的。
一、局限性
任何流量計都不可能十全十美，渦街流量計也不例外。在充分介紹了它的優(yōu)點之后，我們再來說說它的不足和局限性，
這樣便于我們在選用流量計時，做到揚長避短，減少盲目性。
1．對上游直管段的要求
渦街流量計是一種典型的速度式流量計，旋渦分離的穩(wěn)定性受發(fā)生體上游流場畸變、旋渦流等影響，所以安裝儀表應根
據(jù)上游阻流件的不同形式，配備不同長度的上、下游直管段，或安裝流動調整器，為渦街流量計提供良好的流場條件，消除
流場對儀表的不利影響。與其他速度式流量計（渦輪、電磁、超聲流量計）相比，渦街流量計對上游直管段長度要求并不比它們低；
與同屬流體振動式流量計的旋進旋渦流量計和射流流量計相比，它對上游直管段長度的要求還要高一些。
2．下限流量不能太低
渦街流量計的下限流量受兩個條件制約：
(1)雷諾數(shù)影響。大多數(shù)渦街流量計的下限雷諾數(shù)為(1~2)×l04，只有當儀表工作在下限雷諾數(shù)以上區(qū)域時，斯特
勞哈爾數(shù)Sr或儀表系數(shù)K)才進入平直段，儀表也才進入線性工作區(qū)域，否則會產(chǎn)生非線性誤差。在粘度高、口徑小的工作
條件下工作的渦街流量計，下限流量不能太低。
(2)檢測元件靈敏度的限制。旋渦強度越強，對信號檢測越有利。而旋渦強度與流速平方成正比的，所以在量程下限的
低速區(qū)，旋渦信號很微弱，能否有效地檢測出旋渦信號，取決于檢測元件的靈敏度。
受以上兩方面因素的制約，渦街流量計的下限流速不能太低。一般情況下，測量液體流量時，下限流速為0.3~0.5m/s;
測量氣體時下限流速為3~5m/s。
3．測量管道振動影響
管道振動對渦街流量計工作造成的影響，表現(xiàn)在兩個方面：
(1)振動對旋渦穩(wěn)定分離有一定的影響。渦街流量計是流體振動流量計，當工作管道振動較強，且振動方向與發(fā)生體相
垂直，振動頻率與旋渦頻率相同或相近時，對旋渦穩(wěn)定分離就會產(chǎn)生影響。
(2)振動對力敏檢測元件的影響
采用力敏檢測元件的渦街流量計，力敏檢測元件的靈敏度不能太低．，因為靈敏度低了不能保證下限流量時的靈敏度。如
果當管道振動產(chǎn)生的力，達到或超過旋渦分離產(chǎn)生的力時，振動力對檢測元件的正常工作就會造成干擾。
對不同類型的檢測技術，振動的影響程度是不同的。采用檢測流速局部變化方式的渦街流量計（如熱敏式、超聲式渦街流
量計），受振動影響要小一些。而采用力敏檢測方式的渦街流量計受振動影響要大一些。其中應力式渦街流量計對振動的敏感
性最強。近些年來，各制造廠商對渦街流量計的抗振性能都采取了不少有效措施，取得了一定成效。
4．儀表系數(shù)偏低
與其他脈沖輸出型流量計相比，渦街流量計的儀表系數(shù)K較低，且隨儀表測量管徑D的增大，儀表系數(shù)K近似以直徑比
的3次方速率下降。從表可以看出。表通徑與系數(shù)K的關系 由于儀表系數(shù)K隨測量管徑D的增大，而急劇下降。所以隨著管徑的增大，對于相同流速，儀表輸出信號的頻率也大幅
度下降。因此，滿管式渦街流量計的通徑不宜過大，一般多在300mm以下。
5．應用于量程上限時應注意的問題
(1)測量液體流量，在量程上限時，應注意避免出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。特別是測量靜壓低、高飽和蒸氣壓液體時，尤其應注意
防止氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生。
(2)測量氣體流量，其上限受氣體壓縮性的影響。一般量氣體時，流速應小于0.2馬赫數(shù)。
6．不宜測量混相流和脈動流
混相流和脈動流對渦街流量計的影響，還缺少理論和實踐經(jīng)驗，雖然有些關于測量混相流方面的試驗，但還處于探索階
段，尚未進入實用。
7．歷史較短，理論基礎和實踐經(jīng)驗不足
渦街流量計的歷史較短，還有很多工作有待繼續(xù)深入，不斷探索，不斷充實。
綜上所述，對于渦街流量計來說，產(chǎn)生強烈穩(wěn)定的卡曼渦街是基礎。采用各種檢測技術，在各種復雜的工作條件（高溫、腐蝕、振動等）下，把微弱的信號有效地檢測出來，是擴大儀表
應用范圍的前提。通過信號處理電路，從各種噪聲和干擾中把旋渦信號提取出來，是提高儀表性能的重要環(huán)節(jié)。
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