渦街流量計的溫度、壓力補(bǔ)償問題探討

　　渦街流量計與流體密度無關(guān),在測流量時,考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對密度的影響,需不需要進(jìn)行密度、溫度壓力補(bǔ)償,從以下幾個方面進(jìn)行探討。

　　(1)測量介質(zhì)為液體,且流量以質(zhì)量流量表示。

　　由于測液體流量時,流量指示一般為質(zhì)量或重量流量,漩渦流量計由漩渦頻率→流速→體流量×密度 質(zhì)量流量,當(dāng)指示值以質(zhì)量流量表示時,刻度系數(shù)中包含密度的因素,所以密度變化對指示值有影響,必須進(jìn)行密度修正。

　　(2)測量介質(zhì)為氣體,且以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積表示。

　　氣體流量一般習(xí)慣均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積表示,刻度為Nm3/h,但工作時由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積再折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，但測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴的干擾，要注意安裝位置。作為一臺漩渦流量計,一旦折算系數(shù)確定了,那么流體只有處在一個工作壓力、溫度下流量指示值才準(zhǔn)確,這個溫度就是設(shè)計溫度,這個壓力就是設(shè)計壓力。

　　一旦工作條件偏離了設(shè)計值也會帶來誤差,所以必須考慮溫度、壓力補(bǔ)償,但不考慮密度補(bǔ)償。

　　(3)測量介質(zhì)為氣體,且以質(zhì)量流量表示。

　　對漩渦流量計,由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積流量→設(shè)計狀態(tài)體積流量→標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量,再乘以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度而得到質(zhì)量流量。

　　顯然,以質(zhì)量流量表示的漩渦流量計,必須進(jìn)行時氣體組成變化帶來的密度變化的修正,同時工況變化,又增加一個由工作狀態(tài)折算到設(shè)計狀態(tài)的折算系數(shù)。這個折算系數(shù)是動態(tài)的,也就是溫度、壓力補(bǔ)償問題。

渦街流量計的測量原理

   渦街流量計作為一種新型流量計，20世紀(jì)80年代中期以來發(fā)展較快，它在流量測量方面有著諸多的優(yōu)點和長處，在現(xiàn)代流量測量中應(yīng)用越來越廣泛。在國內(nèi)使用渦街流量計進(jìn)行流量測量也愈來愈得到重視，目前我國已有性能優(yōu)良并有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。

   渦街流量計的原理是在流量計管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的， 卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個相臨旋渦間的距離）時，旋渦列是穩(wěn)定的，在此情況下，產(chǎn)生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ的關(guān)系為：

式中 d———圓柱形滯流件的直徑；

    υ———流體的流速，m/s；

    s———無量綱常數(shù)，稱為Stroual數(shù)，與流體流動狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。

   流量計圓截面管道的雷諾數(shù)Re為：

式中 ρ———流體的密度，kg/m3；

    μ———流體的動力粘度，（kg/m）/s；

   其他符號意義同上。而流體的流量為：

式中　Q———管道流體的流量，m3/s；

   　A———管道斷面積，m2。

   從上式可見，渦街流量計選型設(shè)計完畢，流量Q不僅與f有關(guān)，而且與雷諾數(shù)Re也有關(guān)。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。對我國渦街流量計產(chǎn)業(yè)的重要性，給出了具體數(shù)字：我國各類儀表產(chǎn)品的社會保有量數(shù)量很大，這么大的保有量，很大一部分具備基本功能，但是性能指標(biāo)有所下降。旋渦發(fā)生所產(chǎn)生的旋渦頻率需由感測器來測定，感測器獲得的信號經(jīng)放大、濾波zheng形等處理后得到代表渦街頻率的脈沖信號，供單片機(jī)進(jìn)行處理和顯示。感測器分流體振蕩感測和壓力變化感測兩大類。流體振蕩感測屬于接觸式，控測元件易受流體污染，但抗干擾能力強(qiáng)；壓力變化感測屬于非接觸式，探測元件不易受流體污染，但易受振動等因素的干擾。流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能。

避免較強(qiáng)的振動    測量高壓風(fēng)量時，傳感器應(yīng)避免安裝在振動較強(qiáng)的管道上，若不得已要安裝時，必須采用減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防震墊。由于長期運(yùn)行，再加上受到灰塵的影響，造成平軸電纜故障，通過清洗或者更換平軸電線，問題得以解決。在空壓機(jī)出口處振動較強(qiáng)，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲氣罐之后。選擇合適的安裝方式    在對高壓風(fēng)測量時，可以選擇將流量計傳感器安裝于水平管道或垂直管道上，但如果高壓風(fēng)中水份含量較高，水平安裝時傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處，垂直安裝時氣體流向應(yīng)由下向上。無論水平或垂直安裝，流體流向必須與傳感器表體上的流向箭頭保持一致。外部環(huán)境的要求    傳感器避免安裝在溫度變化很大的場所和設(shè)備的熱輻射范圍內(nèi)，若必須安裝，應(yīng)有隔熱通風(fēng)措施。在潮濕、含有腐蝕性氣體的環(huán)境中安裝時，必須做好防潮及隔離措施。另外，因為電噪聲會干擾傳感器的正確測量，因此渦街流量計的安裝位置要遠(yuǎn)離大功率變壓器、電機(jī)等干擾設(shè)備。