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

 

    渦街流量計由旋渦發生體、檢測器、放大器及轉換器組成，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，也稱旋渦發生體。隨著流體的流動，當管道雷諾數達到一定值時，在發生體兩側就會交替地分離出卡門渦街。旋渦頻率f與流經發生體兩側的平均流速v之間的關系可表示為：

 

        （1）

 

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

 

    

 

    式中：D為管道直徑，m。

 

    對于確定的測量管內徑D，瞬時流量（m3/s）有：

 

        （2）

 

    即測量管內徑D和發生體迎流面寬度d，體積流量qv與旋渦發生體f成正比。若設，

 

    則：

 

    式中：qv為體積流量，m3/h；K為渦街流量計的儀表系數，m-3。

 

    渦街流量計與節流差壓式流量計相比，具有結構簡單、安裝方便，準確度高、量程范圍寬，壓力損失小、無零點漂移等優點；但渦街流量計也有一定的局限性，若管道機械振動比較敏感，當流量或壓力產生脈動時，示值大幅度偏高，影響較大等。為了驗證壓力波動給渦街流量計帶來的影響，我們選擇一套穩壓系統可以進行自由切換的DN15～DN50水流量標準裝置，對某公司生產的DN40口徑的渦街流量計進行試驗。其試驗條件和試驗數據如下：

 

    試驗條件：環境溫度：24.5℃；試驗水溫：24.1℃；相對濕度：65%。

 

    試驗設備：DN15～DN50水流量標準裝置；準確度：0.1%  穩壓容積：3m3；裝置穩壓時其壓力波動不大于0.1%～0.3%。

 

    我們選擇某企業生產的性能較為穩定的一臺DN40渦街流量變送器，該流量變送器的流量范圍為：4.3～43m3/h，準確度為1.0%，按流量上限的70%選擇流量點進行試驗。試驗的被檢流量變送器其穩壓前后試驗必須在同一管線上進行，且不能進行重新裝夾，以克服其它因素的影響。

 

    試驗方案1：水流量標準裝置的供水系統經過穩壓容器（3m3）向試驗臺供水，此時試驗壓力為0.4MPa，壓力波動在0.1%～0.3%之間，試驗裝置的直管段滿足檢定規程要求；     

 

    試驗方案2：水流量標準裝置的供水系統不經過穩壓容器，而由泵直接向試驗裝置供水，試驗壓力為0.4MPa，試驗裝置的直管段滿足檢定規程要求。其試驗結果見表1～表3。

 

表1 01#穩壓試驗儀表系數表

 

 

 

 

 

圖1 01#系統穩壓對渦街流量變送器儀表系數的影響圖

 

表2 02#穩定試驗儀表系數表

 

 

 

 

 

圖2 02#系統穩壓對渦街流量變送器儀表系數的影響圖

 

表3 03#穩壓試驗儀表系數表

 

 

 

 

 

圖3 03#系統穩壓對渦街流量變送器儀表系數的影響圖

 

    通過實驗表明：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應不受液體的壓力、溫度、粘度、密度、成分的影響。但從實際的試驗的結果來看，系統的壓力變化對渦街流量變器的儀表系數和線性度還是有一定的影響。分析認為是因為選擇國內知名度不高的企業產品，估計產品沒有嚴格的老化、耐壓等其它性能試驗，儀表系數不太穩定，所以流量傳感器的儀表系數會隨著系統的壓力變化而產生—定的變化。望今后在對此類儀表的檢定/校準過程中加以考慮。