大部分流(liu)量儀表(如(rú) 電磁流量(liàng)計 、 渦輪流(liú)量計 、科裏(li)奧利質量(liang)流量計)是(shì)以實流校(xiao)準，即用實(shi)際流體流(liu)過被校儀(yí)表，再用别(bié)的标準裝(zhuāng)置(标準流(liú)量計🔱或流(liu)量标準裝(zhuang)置)測💜出流(liú)過被校準(zhun)儀表的流(liú)量，與🌏被校(xiào)儀表的流(liu)量值作比(bǐ)較,或将被(bèi)校儀表進(jin)行分度。這(zhè)種實流校(xiào)準方法又(you)稱作濕法(fa)校準。渦街(jiē)流量計 曾(céng)也用實流(liú)校準法。還(hái)有一種稱(chēng)作幹法校(xiao)準的間接(jie)🈚方📐法，是以(yi)測量流量(liàng)傳感部分(fèn)的結構尺(chi)寸或其他(ta)與計算流(liú)量有關的(de)量,并按規(guī)定使用，間(jian)接校準儀(yi)表流量值(zhí).獲得相應(yīng)測量精✌️度(du)。
　　雖然渦街(jie)流量計當(dāng)前仍采用(yòng)實流校準(zhǔn)流量，但因(yin)其流量傳(chuan)感件形狀(zhuang)簡單,與孔(kong)闆相仿具(jù)有實現間(jiān)接法校準(zhun)的潛在可(ke)行性。十餘(yú)年前國際(ji)上就有人(ren)按标準.節(jiē)流裝置的(de)思路探索(suo)👅實施旋☁️渦(wō)發生标準(zhǔn)化方面工(gōng)作。1994年日本(běn)工業技術(shu)院計量研(yan)究所曾在(zài)☔FLOMEKO'94會.上提出(chū)标準旋渦(wo)發生體研(yan)究的階♻️段(duàn)性報告，報(bao)告結論稱(cheng)渦🐆街💁流量(liang)計幹法校(xiao)準的不确(què)定度小于(yu)孔闆，僅爲(wèi)0.3%。重慶工業(ye)自動化儀(yí)表研究所(suo)在”七五”期(qī)間亦曾開(kai)展這項研(yán)☂️究工作，設(she)計制作DN50/DN100儀(yí)表的旋渦(wō)發生體近(jin)200套，實驗求(qiu)取🈲各參數(shù)敏感系數(shù)、幾何尺寸(cùn)公差、安裝(zhuang)要求和安(an)裝條🌈件影(ying)響等，獲得(de)第一階段(duan)🙇‍♀️成果。在這(zhe)一成果的(de)基礎上,制(zhi)訂渦街流(liu)量傳感器(qì)🔞行業标準(zhǔn)(ZBN12006-89)和國家計(jì)量檢定規(guī)程(JJG620-89).采用了(le)部分内容(róng)，但未形成(chéng)✔️标準渦街(jiē)流量計和(hé)幹法校準(zhun)🏃🏻的國家标(biāo)✊準。
　　1989年日本(běn)制訂了渦(wo)街流量計(jì)工業标準(zhun)JISZ8766《渦街流量(liàng)計一流🔞量(liàng)測量方法(fǎ)》(以下簡稱(chēng)《标準》),2002年修(xiū)訂時設一(yī)專章，納入(rù)了标準渦(wo)街流量計(ji)的研究成(chéng)果，在《标準(zhun)》的🥰“解說“部(bù)分說明⛱️确(què)定旋渦發(fa)生體各要(yào)素的依據(jù)，例舉典型(xíng)實驗數據(ju)。下👄文扼要(yao)轉述《标準(zhǔn)》中🐉旋渦發(fā)生體形狀(zhuang)、尺寸及其(qi)允差,各尺(chǐ)寸對斯特(tè)🔞勞哈爾(Strouhal)數(shu)的敏感性(xìng),不确定度(dù)分析等。
一(yi)标準旋渦(wo)發生體形(xíng)狀和尺寸(cun)
　　标準渦街(jie)流量計的(de)旋渦發生(sheng)體是截角(jiǎo)的等腰三(sān)角🌈形🈚六㊙️面(mian)🔅體截面柱(zhu).形狀和尺(chǐ)寸如圖1、表(biao)1所示，。所選(xuǎn)定尺寸是(shì)🌈經一系列(liè)優化🍉實驗(yan)後的最優(you)尺寸。例如(rú)所選取W=0.28D和(hé)H=0.35D是在一組(zǔ)斯特勞哈(ha)爾數(Si)-雷❌諾(nuò)數Ren關系線(xiàn)中(分别見(jiàn)圖2和圖3)最(zuì)爲平坦，即(jí)儀表可獲(huo)得最好的(de)線性度。
 
 
　　按(an)标準旋渦(wo)發生體制(zhì)造的渦街(jiē)流量計可(ke)以不用實(shí)😘流校準，保(bǎo)證達到預(yu)期測量精(jīng)度。當前《标(biāo)準》适用範(fàn)圍口徑👌爲(wèi)100~600mm,Reo爲1x105~2x106，是本🏃‍♂️次(cì)制訂《标準(zhǔn)》時的實驗(yàn)範圍，随着(zhe)今後👌進一(yi)步研究，下(xià)次修訂時(shi)适用🐪範圍(wei)有可能擴(kuò)大。
 
二．标準(zhǔn)旋渦發生(sheng)體的斯特(tè)勞哈爾數(shù)St
　　《标準》規定(ding)的旋渦發(fa)生體按插(cha)入測量管(guǎn)頂端是否(fǒu)固定⭐分爲(wèi)标🐉準1型和(hé)标準2型兩(liǎng)種,其S:值微(wei)有差異,如(ru)表2。标準1型(xíng)🧡多數🏃實驗(yàn)儀表口徑(jing)爲DN100DN400,St與Reo無關(guān)平均值爲(wèi)0.25033.其标準偏(piān)差爲0.12%;标準(zhǔn)2型實驗口(kǒu)徑爲DN150和DN200,實(shí).驗數據的(de)拟合線爲(wèi)近似二折(she)🐅線，St與Ren有關(guān)。
 
　　僅從St-Ren關系(xi)在性能上(shang)考察,标準(zhun)1型優于标(biao)準2型，然而(er)流體中👨‍❤️‍👨微(wēi)粒子堵塞(sāi)旋渦發生(sheng)體台座與(yǔ)測量管間(jian)的隙縫，将(jiang)引起特性(xing)👨‍❤️‍👨大幅變化(huà)，因此從實(shí)用觀點考(kǎo)慮再.增加(jia)無隙縫的(de)标✔️準2型。但(dan)是标準2型(xíng)易受上遊(yóu)💯管件等擾(rao)流影響,《标(biāo)準》規定必(bi)須在儀表(biao)上遊10D處裝(zhuang)置明石型(xing)多孔闆流(liu)動調整器(qi)(FlowCondi-tioner)組合使用(yòng)。
三．斯特勞(láo)哈爾數不(bu)确定度分(fèn)析和評估(gū)
　　St數的擴展(zhǎn)不确定度(du)Est(包含因子(zi)k=2)如下式:
 
　　式(shì)中，等式右(yòu)邊前9項是(shi)旋渦發生(shēng)體各結構(gou)要素的允(yun)差(前附加(jiā)記号δ),後6項(xiang)是旋渦發(fā)生體與測(ce)量管間裝(zhuāng)配的偏❗心(xin)距/角度🌈(η、e、α、β)允(yun)差(含義和(hé)符号如圖(tu)4所示)、直管(guan)段長✉️度附(fu)加不确定(ding)度(ur)等因素(su)。
　　經研究分(fen)析所定式(shì)(1)各不确定(dìng)性因素項(xiàng)中，其系數(shù)中㊙️包括經(jīng)實👌驗求得(dé)的敏感系(xì)數。St數不确(que)定度uc(St)按不(bú)确定度傳(chuán)播律由式(shì)(2)合成⭐求得(dé):
 
　　式中,u(xi)是以(yǐ)各參數xi的(de)标準不确(què)定度表示(shì)，最後7項不(bu)是旋❌渦發(fa)生體結構(gòu)參數的不(bú)确定度。Ua包(bāo)含有旋渦(wō)🐅發生體平(ping)行部和上(shàng)🌂遊面🈲間的(de)角度、旋渦(wo)發生體/測(ce)量管表面(mian)粗糙度等(deng)的不确定(dìng)度;usro是測量(liang)St數時校準(zhun)設備引起(qi)的附加不(bú)确定度;Uf是(shì)🔴上遊擾流(liu)管件形成(cheng)流動畸變(bian)和旋轉流(liú)産生的附(fù)加不确定(dìng)度。
　　us和Ustd是需(xu)确定的值(zhí),但在校準(zhun)設備充分(fèn)長直管可(kě)忽略ur情況(kuang)下，測得标(biao)準1型St數的(de)标準偏差(cha)爲0.0003.即可得(dé)到:uz2+usro2=0.0003(3)
　　一般機(jī)械零件設(shè)計規定尺(chǐ)寸允差δ(xi)，實(shí)際制造尺(chǐ)寸分布🧑🏾‍🤝‍🧑🏼假(jia)設爲三角(jiǎo)形分布，其(qi)标準不确(que)定度u(xi)如式(shi)(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通常(cháng)擴展不确(que)定度的包(bao)含因子k=2.擴(kuò)展不确定(ding)度Est=Kuc(St)=2uc(St),再從式(shì)(4).并對尺寸(cùn)允差無次(cì)元化,變換(huàn)後得式(5),再(zài)代入敏感(gan)🔅系數ε,就成(cheng)㊙️爲前文式(shi)(1)，式中uf将在(zài)下文說明(ming)。
 
　　《标準》解說(shuo)部分列舉(ju)了W.T.Gw三個結(jié)構參數求(qiú)取敏感系(xi)數的實驗(yàn)數據如表(biao)3,從旋渦發(fā)生體寬度(du)W對St數的敏(min)感性圖中(zhōng)可求出敏(min)感系數1.208.
四(si).标準渦街(jie)流量計前(qian)後直管段(duan)長度要求(qiú)和安裝😄影(ying)響
　　爲控制(zhì)前文提到(dào)流動擾動(dòng)引起的不(bu)确定度uf，《标(biao)準》正文💛提(ti)出儀表前(qian)後直管段(duan)長度和其(qi)他安裝條(tiáo)件要求:
(1)在(zài)規定附加(jiā)相應不确(què)定度下.如(rú)《标準》中圖(tu)例。
(2)從旋渦(wo)發生體中(zhōng)心軸下遊(you)側1D的流通(tong)通道(測量(liang)管或管道(dào))内，不♍能有(yǒu)台階。
(3)使用(yong)标準2型時(shi)，須在流量(liàng)計上遊10D處(chù)裝明石型(xíng)多孔流動(dòng)調整器，其(qí)X-X(水平)軸必(bi)須與旋渦(wo)發生體軸(zhou)平行安裝(zhuāng)。
　　解說“部分(fen)列出确定(ding)六種擾流(liú)管件直管(guan)段長度要(yào)求的依據(ju)(12幀實驗數(shù)據圖)，從中(zhong)可了解直(zhí)管段不足(zu)📐時對St數的(de)影響程度(du)。例如标準(zhǔn)1型在單彎(wān)管擾流下(xià)不同直管(guan)段長度的(de)附加誤差(chà).不足規定(dìng)30D僅10D時St數增(zēng)大約0.8%。
 
　　流動(dong)調整器的(de)安裝:“解說(shuō)”還列出标(biao)準2型儀表(biǎo)不裝流動(dòng)調整器St數(shu)的實驗數(shù)據圖，與裝(zhuāng)流動調整(zheng)相比，變化(huà)🔴0.7%左右，流動(dong)調整器與(yǔ)儀表間組(zu)裝于不同(tóng)距離📐和不(bu)同位置孔(kǒng)轉角影響(xiǎng)St數的實驗(yàn)數📐據圖2幀(zhēn),說明St變化(huà)達0.5%~0.8%。
　　測量通(tōng)道台階影(yǐng)響:“解說“闡(chan)明儀表測(cè)量内徑和(he)前後管路(lu)⛹🏻‍♀️内🌈徑差異(yì)形成台階(jiē)影響的實(shi)驗數據圖(tú)3幀，文件認(ren)爲🌍試驗⛷️尚(shang)不夠充分(fen),因此未納(nà)入《标準》正(zhèng)文。所例舉(jǔ)儀表内徑(jing)151mm,測量管長(zhǎng)151mm,旋渦發生(shēng)體置于中(zhong)點，連接到(dào)3種内徑:A=146.5mm、B=1555mm、C=159.2mm的(de)前後直管(guǎn)，按台階與(yǔ)旋渦發生(shēng)體軸間距(ju)作4組配置(zhi)，即(1)上遊側(cè)0.5D，下遊測0.5D;(2)上(shàng)🔱遊側1D，下遊(yóu)側0.5D;(3).上遊側(ce)0.5D,下遊👣側1D;(4).上(shang)遊側1D,下遊(yóu)側1D。所測得(de)的St數與無(wu)台階管段(duàn)相比，變化(hua)如表4。從中(zhong)可看出:前(qian)後直管内(nèi)徑❗小于儀(yí)表測量管(guan)内♊徑比大(dà)于測量管(guǎn)内徑影響(xiǎng)大:後台階(jiē)的影響大(da)于前台階(jie)的影響。認(rèn)爲渦街流(liu)量❓計後直(zhi)管内徑與(yu)⛱️儀表内徑(jing)差的影響(xiang)比前直管(guǎn)大這一現(xian)象，與🌈其他(ta)流量儀表(biao)(如節流差(cha)壓流量計(ji)、渦🈲輪流⭕量(liang)計、電磁流(liu)量計)前直(zhi)管🏒影響大(dà)的常例相(xiàng)反🧑🏽‍🤝‍🧑🏻.值得關(guān)注。
 
　　管軸偏(pian)心影響:儀(yi)表測量管(guan)與管道不(bu)同心度形(xíng)成的附加(jiā)誤差,從”解(jiě)說”提供内(nèi)徑151mm儀表的(de)實驗數據(jù)證明是🐆不(bu)容忽視🐉的(de)。偏心4.5mm(口徑(jing)的3%.偏心口(kou)與旋渦發(fa)生體軸相(xiang)距0.5D)時附加(jia)誤差達3%以(yǐ)上。若測量(liang)🏃🏻管較長,偏(piān)心口與旋(xuán)渦㊙️發生體(tǐ)軸相距1.5D以(yi)上時，影響(xiǎng)可大爲減(jian)小㊙️。認爲從(cóng)這一🈚實驗(yan)看出，制造(zao)廠爲使儀(yi)表輕巧和(he)降低成本(běn),測量管長(zhang)度設計過(guò)短，實質上(shang)對使用者(zhě)提💰高了要(yào)求和費用(yong)，從總體考(kao)慮并不合(he)理。
五.結束(shu)語
　　JISZ8766提出了(le)标準旋渦(wo)流量計的(de)方案和基(ji)礎實驗典(dian)型數據，我(wǒ)☂️們可借鑒(jiàn)這一文件(jiàn)開展旋渦(wo)流量計幹(gàn)法校準方(fang)面的工作(zuo)。日本标準(zhǔn)協會(JSA)準備(bei)向國際标(biāo)化🌈組織(ISO)提(tí)出,将JISZ8766作爲(wèi)渦街流量(liang)計國際标(biao)準草案。期(qī)待國際标(biao)準化後的(de)渦街流量(liang)計能像标(biao)準孔闆等(deng)節流差壓(yā)流量🔞計那(nà)樣普及。
　　《标(biao)準》提出幾(ji)種擾流件(jian)的直管長(zhang)度要求、管(guan)段台階和(he)管軸偏心(xin)影響等實(shí)驗數據，特(te)别是後兩(liǎng)者作爲标(biao)準👈附件内(nei)容,在各國(guo)“标準“中尚(shang)不多見，很(hen)有價值。雖(suī)然這些内(nei)容是針對(duì)特定的渦(wo)街流量計(ji)，但是對其(qi)他渦街🛀🏻流(liú)量計也可(ke)參照。

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