大部分流(liu)量儀表(如(ru) 電磁流量(liàng)計 、 渦輪流(liú)量計 、科裏(lǐ)奧利質量(liang)流量計)是(shi)以實流校(xiào)準，即用實(shí)際流體流(liú)㊙️過🏃被校🤟儀(yi)表，再用别(bié)的标準裝(zhuang)置(标準流(liu)量計或流(liú)🔴量标準裝(zhuang)置)測出流(liú)過被校準(zhǔn)儀表的流(liu)量，與被校(xiào)儀表的流(liu)量值作💋比(bi)較,或将被(bèi)校儀表進(jìn)行分度。這(zhe)種實流校(xiao)準方法又(yòu)稱作濕法(fǎ)校準。渦街(jie)流量計 曾(céng)也用實流(liú)校準法。還(hai)有一種稱(cheng)作幹法校(xiao)準的間💁接(jiē)方法，是以(yǐ)測量流量(liàng)傳感部分(fèn)的結構尺(chi)寸或其他(tā)與計算流(liu)量有關的(de)量,并按規(guī)定使用，間(jiān)接校準儀(yí)表流量值(zhí).獲得相應(ying)測量精度(du)。
　　雖然渦街(jiē)流量計當(dāng)前仍采用(yòng)實流校準(zhun)流量，但因(yīn)其流量傳(chuán)感件形狀(zhuàng)簡單,與孔(kǒng)闆相仿具(ju)有實現間(jiān)接法🈲校準(zhǔn)的潛在可(kě)🚩行性。十餘(yú)年前國際(jì)上就有人(ren)按标準.節(jie)流裝置的(de)思路探索(suǒ)🛀🏻實施旋渦(wō)發生标準(zhǔn)化方面工(gōng)作。1994年日本(ben)🤞工業技術(shu)院計量研(yan)究所曾在(zài)FLOMEKO'94會.上提出(chu)标🧑🏽‍🤝‍🧑🏻準旋渦(wo)發生體研(yan)究的階段(duan)性報告，報(bào)🔅告結論稱(cheng)渦街流量(liàng)計幹法校(xiào)準的不确(què)定度小于(yú)🌈孔闆，僅爲(wèi)0.3%。重慶工業(yè)自動化儀(yí)表研究所(suo)在”七五”期(qi)間亦曾開(kai)展這項研(yán)究工作，設(shè)計制作DN50/DN100儀(yi)表的旋渦(wo)發生體近(jin)200套，實驗求(qiú)取💔各參數(shù)敏感系數(shu)、幾何㊙️尺寸(cùn)公差、安裝(zhuāng)要求和安(ān)裝條件影(yǐng)響等，獲得(dé)第一階段(duan)成果。在這(zhe)一成果的(de)基礎上,制(zhì)訂渦街流(liú)量傳感器(qi)行業标準(zhun)(ZBN12006-89)和國家計(jì)量檢定規(gui)程(JJG620-89).采用了(le)部分内容(rong)，但未形成(cheng)标準渦街(jie)流量計和(he)幹法校準(zhǔn)的國家标(biao)準。
　　1989年日本(běn)制訂了渦(wō)街流量計(jì)工業标準(zhun)JISZ8766《渦街流量(liang)計一流量(liàng)測量方法(fa)》(以下簡稱(chēng)《标準》),2002年修(xiu)訂時設一(yī)專章，納入(rù)了标準渦(wō)街流量計(jì)的研究成(cheng)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(ju)，例舉典型(xing)實驗數據(ju)。下文扼要(yào)轉述《标準(zhun)》中旋渦發(fā)生體形狀(zhuang)、尺寸及其(qí)允差,各尺(chǐ)寸對斯特(te)勞哈爾(Strouhal)數(shu)的敏感性(xing),不确定度(du)分析等。
一(yī)标準旋渦(wō)發生體形(xíng)狀和尺寸(cùn)
　　标準渦街(jie)流量計的(de)旋渦發生(sheng)體是截角(jiao)的等腰三(san)🐉角形六面(miàn)體截面柱(zhu).形狀和尺(chǐ)寸如圖1、表(biǎo)1所示，。所選(xuan)定尺寸是(shi)經一系列(lie)優化實驗(yàn)後的最優(yōu)尺寸。例如(rú)💃🏻所選取❤️W=0.28D和(he)H=0.35D是在🏃🏻一組(zu)斯⁉️特勞哈(hā)爾數(Si)-雷諾(nuò)數Ren關系線(xiàn)中(分别見(jian)圖2和圖3)最(zuì)爲平坦，即(ji)儀表可獲(huo)得最好的(de)線性度。
 
 
　　按(àn)标準旋渦(wō)發生體制(zhi)造的渦街(jie)流量計可(ke)以不用實(shí)流校準，保(bǎo)證達到預(yu)期測量精(jing)度。當前《标(biāo)準》适用㊙️範(fan)圍🔴口徑👅爲(wèi)100~600mm,Reo爲📞1x105~2x106，是本🚩次(ci)制訂《标準(zhǔn)》時的實驗(yàn)範圍，随着(zhe)今後進一(yi)步研究，下(xia)次修訂💯時(shí)适用範圍(wei)有可能擴(kuò)大。
 
二．标準(zhǔn)旋渦發生(sheng)體的斯特(te)勞哈爾數(shu)St
　　《标準》規定(ding)的旋渦發(fa)生體按插(cha)入測量管(guan)頂端是否(fou)固定❗分爲(wèi)💜标準1型和(hé)标準2型兩(liang)種,其S:值微(wēi)有差異,如(ru)表2。标準1型(xing)♉多數實驗(yàn)儀表口徑(jing)爲DN100DN400,St與Reo無關(guān)平均值爲(wei)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(shi).驗數據的(de)拟合線爲(wèi)近似二折(shé)線，St與Ren有關(guan)。
 
　　僅從St-Ren關系(xi)在性能上(shàng)考察,标準(zhun)1型優于标(biao)準2型，然而(er)流體中微(wei)😄粒子堵塞(sāi)旋渦發生(shēng)體台座與(yu)測量管間(jiān)的隙縫，将(jiang)引起特性(xing)🚶大幅變化(huà)，因此從實(shi)用觀點考(kao)慮再.增加(jia)無隙縫的(de)标準2型。但(dan)是标準💚2型(xing)易受上遊(you)管件等擾(rao)流影響,《标(biao)準》規定必(bì)須在儀表(biao)上遊10D處裝(zhuāng)🔱置明石型(xíng)多☁️孔闆流(liú)動調整器(qì)(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(zhan)不确定度(dù)Est(包含因子(zi)k=2)如下式:
 
　　式(shi)中，等式右(you)邊前9項是(shì)旋渦發生(sheng)體各結構(gou)要素的允(yun)差(前附加(jia)記号δ),後6項(xiàng)是旋渦發(fa)生體與測(cè)量管間💛裝(zhuāng)配的偏心(xīn)距/角度(η、e、α、β)允(yǔn)差🧑🏽‍🤝‍🧑🏻(含義和(hé)符号如圖(tu)4所示)、直管(guǎn)段長度附(fu)加不确定(dìng)度(ur)等因素(sù)。
　　經研究分(fèn)析所定式(shi)(1)各不确定(ding)性因素項(xiang)中，其系數(shu)中包括經(jīng)💋實驗求得(dé)的敏感系(xì)數。St數不确(què)定度uc(St)按不(bú)确定度傳(chuan)播律由式(shi)(2)合成求得(de):
 
　　式中,u(xi)是以(yi)各參數xi的(de)标準不确(què)定度表示(shi)，最後7項不(bú)是旋🥵渦發(fā)生體結構(gòu)參數的不(bu)确定度。Ua包(bao)含有旋渦(wō)發生體平(píng)行部和上(shang)遊面間的(de)角度、旋渦(wo)發生體/測(cè)量管表面(mian)粗糙度等(deng)的不确定(dìng)度;usro是測♊量(liàng)St數時校準(zhun)🎯設備引起(qi)的附加不(bú)确定度;Uf是(shi)上遊擾流(liu)管件形成(cheng)流動畸變(bian)和🤟旋轉流(liu)産生的附(fu)加不确定(dìng)度。
　　us和Ustd是需(xu)确定的值(zhi),但在校準(zhun)設備充分(fèn)長直管可(kě)忽略ur情況(kuàng)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(jiao)形分布，其(qí)标準不确(que)定度u(xi)如式(shi)(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通常(chang)擴展不确(que)定度的包(bāo)含因子k=2.擴(kuò)展不确定(dìng)度Est=Kuc(St)=2uc(St),再🧑🏾‍🤝‍🧑🏼從🧑🏾‍🤝‍🧑🏼式(shi)(4).并對尺寸(cun)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(shì)(1)，式中uf将在(zai)下文說明(míng)。
 
　　《标準》解說(shuō)部分列舉(jǔ)了W.T.Gw三個結(jié)構參數求(qiú)取敏感系(xi)數的實驗(yan)數據如表(biao)3,從旋渦發(fā)生體寬度(dù)W對St數的敏(mǐn)㊙️感性圖中(zhōng)可求出敏(mǐn)感系數1.208.
四(si).标準渦街(jiē)流量計前(qián)後直管段(duàn)長度要求(qiú)和安裝影(ying)響
　　爲控制(zhì)前文提到(dao)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(duàn)長度和其(qí)他安裝條(tiao)件要求:
(1)在(zai)規定附加(jiā)相應不确(què)定度下.如(rú)《标準》中圖(tú)例。
(2)從旋渦(wō)發生體中(zhong)心軸下遊(yóu)側1D的流通(tong)通道(測量(liàng)管或管道(dao))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(qi)X-X(水平)軸必(bì)須與旋渦(wo)發生體軸(zhóu)平行安裝(zhuāng)。
　　解說“部分(fèn)列出确定(dìng)六種擾流(liu)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(dù)。例如标準(zhun)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(cha).不足規定(dìng)30D僅10D時St數增(zeng)♻️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(shù)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(yu)儀表間組(zǔ)裝于不同(tóng)距離和不(bu)同💯位置孔(kong)轉角影☂️響(xiǎng)St數的實驗(yan)數☂️據圖2幀(zhen),說明St變化(hua)達0.5%~0.8%。
　　測量通(tōng)道台階影(ying)響:“解說“闡(chan)明儀表測(ce)量内徑和(he)前☂️後管路(lu)内徑差異(yì)形成台階(jie)影響的實(shí)驗數據圖(tú)3幀，文件認(rèn)爲試驗尚(shang)不☎️夠充分(fen),因此未納(na)入《标準》正(zheng)文。所例舉(jǔ)儀表内徑(jing)151mm,測量管長(zhang)151mm,旋渦發生(shēng)體置于中(zhong)點🔅，連接到(dao)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(jù)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(you)側0.5D;(3).上遊側(cè)0.5D,下遊側1D;(4).上(shang)遊側1D,下遊(you)側1D。所測得(de)的St數與🐅無(wú)台階管段(duàn)相比，變化(hua)如表4。從中(zhōng)可看出:前(qian)後直管内(nei)徑小💞于儀(yi)表測量管(guan)内🍓徑比大(da)于測量管(guan)内徑影響(xiǎng)大:後台階(jie)的影響大(da)于前🐪台階(jie)的影響。認(ren)爲渦街流(liú)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(xiàn)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(liú)量計)前直(zhí)管影響大(da)的常例相(xiàng)反.值得關(guān)注。
 
　　管軸偏(pian)心影響:儀(yi)表測量管(guǎn)與管道不(bu)同心度形(xing)成的附加(jiā)誤差🏃,從”解(jie)說”提供内(nèi)徑151mm儀表的(de)實驗數據(ju)證明是不(bú)容忽視⭐的(de)。偏心4.5mm(口徑(jing)的3%.偏心口(kǒu)與旋渦發(fā)生體軸相(xiang)距0.5D)時附加(jia)誤差達3%以(yi)上。若測量(liàng)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(xiang)可大爲減(jiǎn)小。認爲從(cóng)這一實驗(yàn)看出，制造(zao)廠爲使儀(yi)表輕巧和(he)降低成本(ben),測量管長(zhang)度設計過(guo)短，實質上(shàng)對使用者(zhe)提🧑🏾‍🤝‍🧑🏼高了要(yao)求㊙️和費用(yong)，從總體考(kao)慮并不合(hé)理。
五.結束(shù)語
　　JISZ8766提出了(le)标準旋渦(wo)流量計的(de)方案和基(jī)礎實驗典(diǎn)型數據，我(wo)們可借鑒(jiàn)這一文件(jiàn)開展旋渦(wo)流量計幹(gan)法校準方(fāng)面🔞的工💃🏻作(zuò)。日本标準(zhǔn)協會(JSA)準備(bèi)向國際标(biao)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(qi)待國際标(biāo)準化後的(de)渦街流量(liàng)計能像标(biāo)準孔闆等(deng)節流差壓(ya)流量計那(nà)樣普及。
　　《标(biao)準》提出幾(ji)種擾流件(jian)的直管長(zhǎng)度要求、管(guǎn)段台階和(hé)管軸偏心(xin)影響等實(shí)驗數據，特(tè)别是後兩(liang)者作爲标(biāo)準附件内(nei)容,在各🌈國(guo)“标♈準“中尚(shàng)不多見，很(hen)有價值。雖(suī)然這些内(nei)容是針對(duì)特定的渦(wō)街流量計(ji)，但是對其(qí)他渦街流(liu)量計也可(kě)參照。

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