摘要:在對(dui)渦街流量(liàng)計 檢定時(shi)，可能需要(yào)使用測壓(yā)、測溫元件(jiàn)去測量流(liú)經流量計(jì)的流體溫(wēn)度、壓力，以(yi)保證流量(liàng)計計量的(de)準确性。然(rán)而部分插(cha)入式測壓(yā)、測溫元件(jiàn)是需要插(chā)入流體中(zhōng)，這樣相當(dāng)于在流量(liàng)計的渦街(jiē)發生體後(hou)面📧的旋渦(wō)中在放置(zhi)了一鈍體(tǐ)，此鈍體可(ke)能會影響(xiang)已經形成(cheng)的旋🏃‍♂️渦，也(yě)可能會影(yǐng)響旋渦脫(tuō)落的頻率(lü)，從而有可(kě)能影響流(liú)量計的計(jì)量性能。
1概(gai)述
　　流體流(liu)經靜止的(de)鈍物體時(shi)，會在物體(tǐ)後面形成(chéng)規則的旋(xuán)渦脫落。自(zi)從1878年VincencStrouhal測量(liang)出旋渦脫(tuō)落頻率和(hé)1911年VonKarman研究雙(shuang)排旋渦脫(tuō)落的穩定(dìng)性分析以(yi)來，旋渦脫(tuo)落變成了(le)流體力學(xué)的基⛷️本問(wen)題。然而渦(wo)街流量計(jì)正是利用(yòng)了這個原(yuán)理，流體流(liú)過旋渦發(fa)生☂️體時，會(hui)在🙇‍♀️發生體(tǐ)下遊兩側(ce)交替地分(fen)離釋放出(chū)兩列有規(gui)律💋的交錯(cuo)排列的旋(xuan)渦，即卡門(men)渦街［1］，并使(shǐ)用傳感器(qi)測出旋渦(wō)脫落的頻(pin)率，通過😘式(shi)(1):

　　進行換算(suàn)，以達到對(duì)流量的計(ji)量(式中，b爲(wei)發生體的(de)✂️寬度;u爲流(liú)經流量計(jì)的流體平(píng)均速度;f爲(wèi)旋渦的頻(pin)率;Sr爲斯特(te)🍉羅哈爾數(shù)🚶‍♀️)［2］。根據JJG1029—2007渦街(jie)流量計檢(jian)定規程的(de)要求，在👨‍❤️‍👨對(duì)渦街🤟流量(liàng)計檢定或(huo)校準的過(guo)程中，如需(xū)💋要測量流(liú)經流量計(jì)的流體溫(wēn)🈲度或者流(liu)🧡體壓力時(shi)，可以在流(liú)量計下遊(yóu)(2－5)D或者☔(2－7)D處分(fen)别設置測(ce)溫孔、測壓(yā)孔［3］(其中D爲(wei)流量計口(kou)徑)(圖1)。在實(shí)際工作中(zhōng)，對渦街流(liu)量計檢測(cè)💛時，測溫或(huò)測壓都是(shì)使用傳感(gǎn)器，而且大(dà)💃🏻多數的傳(chuan)感器是需(xū)🌐要插入管(guan)道内部;如(ru)果進行此(cǐ)操作，相當(dāng)于在流量(liang)計渦街發(fa)生體的後(hou)面旋♊渦中(zhong)在放置了(le)一鈍體，此(ci)鈍體可能(néng)會影響已(yǐ)經形成的(de)旋渦，也可(ke)能會影響(xiang)旋渦脫🐅落(luo)的頻率，從(cong)而有可能(néng)影響流量(liang)計的計量(liàng)性能。本文(wén)就是研究(jiu)測溫、測壓(ya)傳感器安(an)😘裝的位置(zhì)l，以及和旋(xuan)渦發生體(ti)形成的角(jiǎo)度α對渦街(jie)流量計計(jì)量性能的(de)影響(圖2)。


2實驗模(mo)型和實驗(yan)參數
　　選擇(ze)精度1.0級、口(kou)徑爲DN50的渦(wo)街流量計(ji)做實驗，根(gēn)據說明⭐書(shu)，流量計的(de)可測範圍(wéi)爲2.2～73m3/h、可保證(zhèng)精度的測(cè)量範圍爲(wei)3.3～73m3/h［2］，流量計的(de)輸出方式(shì)設置爲脈(mo)沖輸出;另(ling)外，選擇一(yī)長度15cm，直徑(jing)爲6mm的不鏽(xiù)鋼小圓柱(zhù)，用作模拟(ni)插入式測(cè)壓、測🏃🏻溫元(yuan)件(以下簡(jiǎn)稱爲模拟(ni)元件)，以方(fang)便實驗。
　　在(zài)進行實驗(yàn)前，先使用(yòng)若幹模拟(nǐ)元件将管(guǎn)道上的♌小(xiao)🔴孔堵住，密(mì)封以防止(zhǐ)漏水，但模(mó)拟元件不(bu)得插入管(guan)道中，保證(zheng)模拟元件(jiàn)的一端和(hé)管道壁平(ping)齊，并在模(mo)拟元❓件上(shàng)做好記号(hào)，以保證重(zhòng)複實驗時(shi)，對實驗結(jie)果的影響(xiang)盡量減小(xiǎo)到最小。實(shí)驗時，先對(dui)無模拟🚶‍♀️元(yuán)件影響的(de)狀态進行(háng)檢測，流量(liàng)點爲qmax和0.40qmax(其(qí)中qmax=20.0m3/h)，每個流(liú)量點測量(liang)5次，取平均(jun)值進行比(bǐ)較。在α分别(bie)選🐇擇了0°、45°、90°三(san)個不同角(jiao)度時💋，在渦(wo)街流量計(ji)下遊1D～7D的距(jù)離插入♊模(mo)拟元件，插(chā)入深度爲(wèi)0.5D，測量各種(zhong)實驗狀态(tai)下渦街流(liú)量計各流(liú)量點的K系(xi)數，以研究(jiū)l，α對實驗結(jie)果的影響(xiǎng)。實驗裝置(zhi)如圖3所示(shì)，按照JJG1029—2007《渦街(jie)流量計🐕檢(jiǎn)定規程☎️》的(de)要求進行(háng)檢定。

3參數(shu)l、α對渦街流(liu)量計示值(zhí)誤差的影(yǐng)響
　　通過測(cè)量，取得各(gè)種實驗狀(zhuàng)态下的K系(xì)數，選擇無(wu)模拟元件(jian)影響的實(shi)驗K系數爲(wei)基礎數據(jù)，與其他實(shí)驗狀态下(xià)的🈲實驗結(jié)果進行對(duì)比。
　　如圖4所(suǒ)示，圖中橫(heng)坐标爲0，表(biǎo)示無模拟(ni)元件影響(xiǎng)，1D～7D表示模拟(nǐ)元件所放(fang)的位置，縱(zòng)坐标表示(shì)渦街流量(liang)計🙇🏻K系數的(de)相對示值(zhi)誤差。從圖(tu)4(a)中可以看(kan)出，當α=0°、流量(liàng)點Q=8m3/h，模拟元(yuan)件在3D～7D時‼️，對(duì)流量計的(de)K系🤟數影響(xiang)比較大，最(zui)大影響接(jiē)近0.2%。而當流(liú)量增加至(zhi)Q=20m3/h時，模拟元(yuán)件對流量(liàng)計K系數影(ying)響比較平(ping)穩，保持在(zai)±0.1%以内。

　　當α增(zeng)加至45°，流量(liang)點Q=8m3/h，模拟元(yuán)件位于不(bú)同位置時(shí)，K系數🙇‍♀️的👣相(xiang)💰對🙇🏻示值誤(wù)差位于±0.1%之(zhi)間，表示模(mo)拟元件放(fang)置不同位(wèi)置，可以導(dǎo)緻K系數變(bian)🈲大或變小(xiao)(圖5(a))。在大流(liu)量情況下(xià)(Q=20m3/h)，從圖5(b)中，可(kě)🔞以發現K系(xì)數幾乎都(dou)是比實際(ji)值變大的(de)，且變♌化幅(fú)度基本位(wèi)于0%～0.1%範🌂圍。

　　繼(ji)續增大α至(zhì)90°，即模拟元(yuan)件和渦街(jiē)發生體相(xiang)互垂直。從(cong)圖6(a)中可以(yi)看出，當流(liú)量點Q=8m3/h，模拟(nǐ)元件位于(yú)不同位置(zhì)時🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，K系數的(de)相對示值(zhí)誤差波動(dong)很大，最大(dà)變化多至(zhi)0.25%。當流🌈量Q爲(wei)20m3/h，模拟元件(jiàn)❌位于1D處時(shi)，K系數相對(dui)示值誤差(chà)減小約🌈0.2%;而(er)在2D～7D處，K系數(shù)變化平穩(wěn)，相對示值(zhi)誤差位于(yu)－0.15%～0%範圍，即說(shuō)明流量計(jì)的K系數比(bǐ)實際值變(biàn)小。

　　從以上(shang)的實驗結(jie)果中可以(yǐ)分析出，在(zai)大流量(Q=20m3/h)情(qing)況♌下，在流(liú)🤞量計下遊(you)2D～7D位置處安(ān)裝測壓、測(ce)溫元件對(dui)流量計K系(xi)數🏃🏻‍♂️影響🐆比(bǐ)較🔅平穩，且(qie)變化不大(da);而在流量(liang)點✔️0.4Qmax條件下(xia)(Q=8m3/h)，K系數變化(huà)幅度很大(da)，且📧變化不(bu)均勻。
4參數(shù)l、α對渦街流(liú)量計流量(liang)點重複性(xing)的影響
　　從(cong)圖7中可以(yǐ)看出，當α=0°時(shí)，不論在0.4Qmax=8m3/h，還(hai)是Qmax=20m3/h條件下(xia)，流量點🐪的(de)重複性很(hěn)穩定，這說(shuo)明模拟元(yuán)件在各安(ān)裝點對流(liu)量💜計重複(fu)性的影響(xiang)是有限的(de)。

　　當α變化時(shí)，不論是在(zài)45°，還是90°，各流(liu)量點的重(zhong)複性都稍(shāo)有波動，但(dàn)⛹🏻‍♀️是不論怎(zen)麽變化，都(dōu)是符合檢(jian)定要求的(de)(圖8，圖♋9)，即:流(liú)☂️量計🔴的重(zhòng)複性不得(dé)超過相應(ying)準确度等(deng)級規定♊的(de)最大允許(xǔ)誤差絕對(dui)值的1/3。
5結束(shu)語
　　由以上(shàng)實驗結果(guǒ)可以看出(chū)，在大流量(liang)Qmax=20m3/h條件下，測(cè)壓、測溫元(yuan)件‼️安裝位(wèi)于2D～7D位置時(shí)，對渦街流(liu)量計K系數(shu)的影響比(bi)較✍️平穩;而(er)在流量點(diǎn)Q=8m3/h時，渦街流(liú)量計K系數(shù)的波動比(bǐ)較大，可🐉能(néng)會導緻流(liu)量計的K系(xì)數有一定(dìng)的偏差。在(zai)同一管道(dao)中，當流量(liang)增大時，瞬(shun)間流速随(suí)着增加，經(jing)過旋渦發(fa)生體時，産(chǎn)生旋渦的(de)能量也随(sui)之增加，這(zhè)樣傳感器(qi)就會接收(shōu)到📱很強的(de)信号，即使(shi)測壓、測溫(wen)元件的存(cun)在會對已(yi)形成的旋(xuan)渦有一定(ding)的影響，但(dan)這個影響(xiang)也💔是小範(fàn)圍的。然而(ér)當流量降(jiang)低時，随之(zhī)旋渦能量(liang)降低，傳感(gǎn)器接收到(dào)的信号🚩也(ye)會⭐減弱，此(cǐ)時測壓、測(cè)溫元件對(dui)旋渦的影(yǐng)響👨‍❤️‍👨有了一(yī)定❌的突顯(xian)，導緻所測(ce)量的K系🔴數(shù)與實際值(zhi)之間存在(zài)了一定的(de)誤差。當這(zhè)個誤差達(dá)到一定程(chéng)度，會影響(xiǎng)一👈個流量(liang)計的檢定(dìng)結果。

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