摘要渦(wo)街流量計 儀(yí)表系數變化(huà)的因素主要(yao)有溫度、雷諾(nuò)數、管徑差異(yì)、旋渦發生🥰體(tǐ)阻流件尺寸(cùn)的改變，通過(guò)對以上因素(su)進行詳細分(fèn)析，給出解決(jué)措施。
0引言
　　渦(wō)街流量計是(shì)根據卡門渦(wo)街原理研制(zhi)成的一種✨流(liu)體振蕩式流(liú)量測量儀表(biǎo)。由于其具有(yǒu)精度高、測量(liàng)量程寬、結構(gou)簡單、安裝方(fang)便、可靠性好(hao)，其輸出的脈(mo)沖頻率信号(hào)⭕與流量測量(liàng)值成正比、無(wu)零點漂移🈲，且(qiě)脈沖頻率信(xìn)号不受流體(ti)組分、密度、壓(yā)力、溫度的影(ying)響，廣泛應♌用(yòng)于各種氣體(ti)、液體及蒸🏃‍♀️汽(qi)介質流量的(de)測量。但在實(shí)際使用中，由(yóu)于各種因素(su)的影響，會使(shǐ)其儀表系數(shu)發生變化。
1工(gōng)作原理
　　在流(liu)體中安放旋(xuan)渦發生體，流(liu)體在旋渦發(fā)生體下遊兩(liǎng)側交替地分(fen)離釋放出兩(liang)列有規律的(de)交替排列的(de)旋渦，在一🛀🏻定(ding)的🔴雷諾🌈數範(fàn)圍内，該旋渦(wō)的頻率與旋(xuán)渦發生體的(de)幾何尺寸、管(guǎn)道的幾🔞何尺(chǐ)寸有關，旋渦(wo)的頻率正比(bi)與💃流量，此頻(pin)率可由探頭(tou)檢出。
f=Sr×v/b（1）
　　式中：b爲(wei)阻流件的寬(kuān)度，ｍ；v爲經流量(liàng)計的流體平(ping)均流速，ｍ/ｓ；f爲旋(xuán)❄️渦的頻率，Hｚ；Sr爲(wei)斯特羅哈爾(ěr)數。
渦街流量(liang)計一段時間(jian)内輸出的脈(mò)沖數與流過(guo)流體的體㊙️積(jī)量之比，稱爲(wei)儀表系數，用(yòng)K來表示：
K=N/Q（2）
式中(zhong)：K爲儀表系數(shu)，（ｍ3）-1；N爲體積總量(liàng)對應的脈沖(chòng)數；Q爲體🧑🏽‍🤝‍🧑🏻積總(zǒng)量，ｍ3。
當渦街流(liú)量計用來測(ce)量瞬時流量(liàng)時：
qv=f×3600/K（3）
K=f×3600/qv（4）
式中：qv爲體(tǐ)積流量值，ｍ3/h。
　　由(yóu)以上公式可(ke)知，儀表系數(shù)K一但發生變(biàn)化，将直接影(ying)響到🎯流量測(ce)量的正确率(lü)。儀表系數K一(yi)般由實驗室(shi)通過氣體或(huo)液體實标得(dé)到，但渦街流(liú)量計在現❓場(chang)使用時，由于(yu)各種因素的(de)影響，其儀表(biao)系數也會相(xiàng)應的發生變(biàn)化。爲了提高(gāo)流💋量測量的(de)正确率，有必(bi)要對引起儀(yi)表系數變化(huà)的因素進行(hang)分析并提🈲出(chu)解決措施。
2溫(wen)度對渦街流(liu)量計儀表系(xi)數的影響
　　流(liu)體溫度變化(huà)通過兩個因(yin)素對渦街流(liu)量計的儀表(biǎo)系🌈數🌐産生🏃影(yǐng)響。一是溫度(dù)變化後，旋渦(wō)發生體阻✨流(liu)件㊙️的寬度b也(ye)會相應變化(huà)，流體以相同(tong)流速經過旋(xuán)渦發生體時(shi)，其輸出的頻(pin)率也會相應(ying)的增加或降(jiang)低；二是溫度(dù)變化後，渦街(jiē)流量計的管(guǎn)道内徑也有(yǒu)變化，其截🔆面(miàn)積會相應的(de)增大或減小(xiao)，當相同體積(jī)的流體流過(guò)🏒流量計時，流(liu)速會降低或(huò)增加。
上述變(bian)化可通過數(shù)學方法進行(hang)分析。流速與(yǔ)渦街流量㊙️計(ji)管道内徑的(de)關系爲：

　　由于(yú)b的增量與溫(wen)度成正比，D的(de)增量也與溫(wen)度成正比，所(suǒ)以儀表系數(shù)K與溫度增量(liàng)的三次方成(cheng)反比。溫度對(duì)儀表系數的(de)影響可⚽通過(guo)以下公式進(jin)行修正：

　　式中(zhōng)：Kt爲流體溫度(dù)爲t時的儀表(biǎo)系數，（ｍ3）-1；K0爲流量(liàng)計标定🐅時t0時(shi)的🈲平均儀表(biao)系數，（ｍ3）-1；βD爲流量(liàng)計測量管材(cai)質線膨脹系(xi)數，℃-1；βb爲旋渦發(fa)生體材質線(xian)膨脹系數，℃-1；t爲(wei)流量計工作(zuò)時溫度，℃；t0爲流(liu)量計标定時(shí)溫度，℃。
當流量(liàng)計測量管與(yu)旋渦發生體(ti)材質相同時(shi)，即
βD=βb=β，上式變爲(wèi)：
Kt=［1-3β（t-t0）］K0（7）
　　國産流量計(jì)一般采用不(bu)鏽鋼材質制(zhi)造，其線膨脹(zhàng)系♻️數🔴約在17×10-6/℃左(zuǒ)右，表1給出了(le)流量計采用(yong)不鏽鋼材質(zhi)在不同溫度(dù)下系數的變(biàn)化。

　　由表1可以(yi)看出，當流體(ti)溫度大于100℃時(shi)，儀表系數的(de)變化是可觀(guān)的，當渦街流(liú)量計是用來(lai)測量飽和蒸(zheng)汽🌈（170℃）和過熱蒸(zhēng)汽（280℃）時，由于儀(yí)表系數變化(hua)引起的誤差(chà)将大大降低(dī)測量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的精度(du)。
　　解決此問題(ti)的方法一是(shì)按照流體的(de)實際溫度重(zhong)🌂新計算儀表(biǎo)☂️系數，二是用(yong)于測量飽和(he)蒸汽和過熱(rè)蒸汽等溫🈲度(du)過高的🤞流體(ti)時，用實際流(liu)體（蒸汽）的溫(wēn)📞度來進行儀(yi)表系數的标(biāo)定。
3雷諾數對(dui)渦街流量計(jì)儀表系數的(de)影響
　　渦街流(liu)量計的斯特(tè)羅哈爾數（Sr）是(shi)管道雷諾數(shù)（Re）的函數🏃🏻，Sr是通(tong)過試😍驗确定(dìng)的無因次數(shu)，其與Re的關系(xì)如圖1所示。
　　由(you)圖1可知，隻有(yǒu)當Re達到一定(ding)數值時，即Re在(zài)2×104~7.2×106，Sr才能進入⚽其(qi)恒定範圍💔，曲(qu)線的平直部(bu)分對應渦街(jiē)流量計的正(zhèng)常測量流量(liàng)的範圍，在此(ci)範圍内，Sr基本(běn)不變，渦街頻(pín)率與🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流速成(cheng)正比，此時，隻(zhī)要📧确定旋渦(wō)發生體和管(guan)道的幾何尺(chǐ)寸，儀🚶表系數(shù)就不會發生(sheng)改變。

　　當Re小于5×103時(shí)，渦街頻率将(jiang)不能發生或(huo)不能穩定的(de)發生🔅。此範圍(wei)就✨不适合進(jin)行流量測量(liang)了。
　　當Re在5×103~2×104範圍(wei)内時，渦街頻(pín)率也能穩定(ding)的發生，但Sr增(zēng)大了，儀表系(xì)數也相應增(zēng)大，從而影響(xiang)了測量的精(jing)度。此時，需對(dui)🆚儀表系數進(jìn)行校正才能(néng)保證測量的(de)精度。
　　由以上(shàng)分析可知，正(zheng)确的使用流(liu)量計，要正确(què)地确定流量(liàng)計🔞的下限流(liu)量範圍，下限(xiàn)雷諾數一般(ban)爲2×104，其對應👈的(de)下🌈限流📧速一(yī)般氣體爲4~5ｍ/ｓ，液(yè)體爲0.4~0.5ｍ/ｓ。因此一(yi)般确定下限(xiàn)🏃‍♂️流量應保證(zheng)介質流速㊙️大(dà)于上述流速(su)。
當介質粘度(du)、密度與常用(yòng)介質相差較(jiào)大時，應進行(háng)雷諾數計🚩算(suan)。當發現渦街(jie)流量計使用(yong)在低雷諾數(shu)（5×103~2×104）範圍内時，或(huò)希望渦街流(liú)量計有較大(da)的量程比時(shi)，爲保證測量(liang)的🌐精度，應對(duì)儀表系數進(jin)行校正。
　　爲了(le)提高低雷諾(nuo)數區域渦街(jie)流量計的測(cè)量精度，可通(tong)過實驗室對(dui)流量計的标(biāo)定，獲得各個(ge)區域的儀表(biǎo)系數。标定時(shí)，對低雷⛹🏻‍♀️諾數(shu)區域各點的(de)流量進行标(biāo)定🐆，計算出各(gè)個區域的平(ping)均儀表系數(shu)，然後與正常(cháng)的儀表系數(shù)相比，這就是(shì)校正系數♌，将(jiāng)校正系數與(yǔ)雷諾數一一(yī)對應。實際使(shi)用時，根據現(xian)場的實🤟際參(cān)數計算出相(xiàng)應的雷諾數(shu)，并用内插法(fa)計算出雷諾(nuo)數對應的校(xiào)正系數，從而(er)實現對儀表(biǎo)系數的校正(zheng)。YＦ100系列渦街流(liú)量計在低雷(lei)諾數範圍内(nei)的校正系數(shu)如表2所示。
　　雷(léi)諾數影響的(de)校正一般有(yǒu)兩種方法。一(yi)是在流量計(ji)的二次儀🌍表(biǎo)中進行，适用(yong)于渦街流量(liàng)計本身無校(xiào)正能力的測(ce)量系✨統。二是(shi)在渦街流量(liàng)傳感器（變送(sòng)器）中進行，适(shì)用于渦街流(liú)量計本身有(yǒu)校正能力的(de)測量系統。

　　當(dang)雷諾數大于(yu)7.2×106，其對應的上(shang)限流速一般(bān)氣體大于♋80ｍ/ｓ，液(yè)體大于🛀🏻8ｍ/ｓ時，流(liu)量計會出現(xian)漏脈沖現象(xiang)，即流速大于(yu)上🌏限流速後(hòu)，渦街流量計(jì)輸出的頻率(lü)與流速成正(zheng)比的📞關系被(bei)破壞，且🚩流速(sù)越高，漏脈沖(chong)現象越嚴重(zhong)，流量計示值(zhi)越低。
4管道内(nèi)徑與渦街流(liú)量計測量管(guan)内徑不同時(shí)對儀表系🙇🏻數(shù)的影響
　　名義(yì)尺寸相同的(de)無縫鋼管，由(you)于壁厚規格(gé)差異大，内🙇🏻徑(jìng)也會産生較(jiào)大差異，這使(shi)連接渦街流(liu)量計的💛管道(dào)内徑與渦街(jie)流量計🔞測量(liàng)管内徑完全(quan)一緻的并不(bú)多。
4.1管道内徑(jìng)比測量管内(nei)徑大（3％以内）時(shí)的影響
　　在實(shí)際标定中發(fa)現，當管道内(nei)徑比測量管(guǎn)内徑略㊙️大時(shi)♻️，流量示🐅值穩(wěn)定，儀表系數(shù)正常。雖然流(liú)體流過台階(jiē)🏒時也有二次(ci)流産生，但因(yin)二次流存在(zài)的部件在測(cè)量管之外，所(suo)以對流量計(jì)的影響不明(míng)顯。
4.2管道内徑(jìng)比測量管内(nei)徑小（3％以内）時(shi)的影響
　　當流(liu)體以很高的(de)流速從管道(dào)流經内徑較(jiào)大的測量管(guan)時❗，由于💯慣性(xìng)作用，流束來(lái)不及膨脹，撞(zhuang)擊在旋渦發(fa)生體上，引起(qi)二次流，使得(de)流量示值偏(pian)高。此誤差可(kě)通過修正系(xi)數FD進行修正(zheng)：

4.3管道内徑與(yu)測量管内徑(jing)相差較大時(shí)的影響
　　當二(èr)者相差較大(da)時，由于流體(tǐ)經過這種突(tu)變造成🤩的⚽流(liú)⭐體擾動使得(dé)渦街流量計(ji)的測量變得(de)不再穩定和(he)可靠，造成的(de)誤差無法通(tōng)過儀表系數(shu)的修正來補(bǔ)償。此時，需🎯要(yào)對原有管道(dao)進行改造，安(ān)裝同心異徑(jing)管，使之與流(liu)量計測量管(guǎn)内徑相匹配(pèi)，或按照管道(dào)尺寸定制流(liú)量計。
5旋渦發(fa)生體阻流件(jian)尺寸的改變(bian)對儀表系數(shù)的影響
　　在下(xia)列兩種情況(kuang)下，旋渦發生(sheng)體阻流件的(de)尺寸會🏒發生(sheng)改變。
1）旋渦發(fā)生體阻流件(jiàn)有堆積物
　　如(rú)果被測流體(ti)中存在黏性(xìng)顆粒或夾雜(za)着較多纖維(wei)狀物質時，則(zé)可能會堆積(jī)在旋渦發生(shēng)體阻流件上(shàng)，使其幾何形(xing)狀和尺寸發(fā)生變化，因而(er)儀表系數也(ye)會發生變化(hua)。據相關模拟(nǐ)試驗結果🈲，當(dang)阻流件上堆(duī)積物厚度爲(wèi)0.01Ｄ時，附加誤差(chà)爲2％，堆積物厚(hou)✂️度爲0.
2）旋渦發(fā)生體阻流件(jian)有磨損
　　渦街(jiē)流量計旋渦(wō)發生體阻流(liu)件的兩條棱(leng)邊正常情況(kuang)下是銳利的(de)，如果流體中(zhōng)含有固形物(wù)，長期使用後(hou)⛱️其銳緣很容(rong)易被磨損而(er)變成圓弧，由(you)于阻流件幾(jǐ)何形狀和尺(chǐ)寸發生變化(huà)，因而儀表系(xì)數也會發生(shēng)變化。
　　一旦發(fa)現阻流件有(yǒu)堆積物時，應(ying)及時清除。當(dāng)發現旋渦發(fa)生體阻流件(jiàn)有磨損時，應(yīng)對流量計的(de)儀表系數進(jìn)行重新标定(dìng)，當磨損特别(bie)嚴重時，應考(kǎo)慮更換旋渦(wō)發生體。
6結束(shù)語
　　以上就是(shì)一些影響渦(wō)街流量計儀(yi)表系數變化(huà)的因素，我們(men)💛能🈲做的就是(shì)注意這些可(ke)能發生的因(yin)素，并加以改(gai)善，盡量避🆚免(miǎn)這些現象的(de)産生，從而提(tí)高渦街流💚量(liang)計測量的正(zhèng)确率。

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