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涡街流量计经验杂谈 之四
发布时间:2019/12/17 16:15:40 点击率:714

目前,涡街流量计的气体标定多是选用标准表法和音速喷嘴法,当然也有钟罩标准装置。液体标定多是选用标准表法和称重法。这里重点谈一下在气体流量标准装置上的标定。

 

气体流量标准装置,国内有使用吸气法的也有使用排气法,音速喷嘴流量标准装置基本上是采用吸气的,即负压法,当然排气法也称为正压法。这里的正压、负压是相对于大气压来说,标定过程管道中的压力高于大气压力即称为正压法,标定过程管道中的压力低于大气压力即称为负压法。两种方法在标定涡街流量计时会有什么区别呢?了解涡街流量计的朋友都知道,涡街流量计漩涡的发生需要满足一定的条件,流体力学中有个参数——雷诺数,用它来判定涡街漩涡发生的。当雷诺数这个参数大于一定的值时,就产生了稳定的漩涡,那么低于一定的值时,就不产生或产生不稳定的漩涡了。而这个雷诺数的值由几个流体基本参量计算而来,其中一个参量是介质密度。回过来讲负压、正压,很显然正压法的空气密度比负压法的密度要大,因为标准装置的压力是接近大气压的,所以这种密度差别还是挺大的,这种密度差别会造成这样的情况:比如同一台涡街流量计在正压法标准装置上,下限流量频率可以测到2Hz,而在负压法标准装置上面只能测到3Hz,也就是说可测下限流速较高;当流速更高时,负压法管道由于压力很低,密度很低,所以涡街流量计频率就上不去了,或出现测量错误。比如同一台涡街流量计在正压法标准装置上,上限流量频率可以测到2100Hz,而在负压法标准装置上面只能测到1450Hz,也就是说可测上限流速较低。这是正压法和负压法标准装置标定涡街流量计的一个不同之处,当然这种情况仅在小口径表现比较突出。当然正压法和负压法流量标定还有其它不同之处,这里不讲。

 

那么涡街流量计是在水流量标准装置上面标定还是在气体流量标准装置上面标定呢?很显然,最好是在实际使用介质上标定,当然这是做不到的。目前的标准装置就是空气介质和水介质,极少数的标准装置采用油介质和蒸汽介质。当然这是考虑成本因素了。所以呢,如果涡街流量计用在测量液体上,那么最好是在水介质上面标定,如果是用在测量气体介质上,那么就在空气介质标准装置上标定。如果更讲究一些的话,将涡街流量计现场的雷诺数范围计算一下,标定的时候也在这个雷诺数范围标定,这样比较好,但是更多的时候可能达不到这种要求,毕竟目前标准装置介质参数的可调范围是很窄的。之所以如上办法选择主要因为涡街流量计在气体介质上面和液体介质上面使用时,基本上不在同一频率范围,不同频率范围的滤波特性可能不同。并且不同介质,探头的信号强度可能不同,这都会对标定的仪表系数产生影响。

 

接下来讲一下涡街流量计标定时的温度、压力修正问题。因为水流量标准装置上的介质条件在整个标定过程中基本不变,所以这里仅仅讲在空气流量标准装置上的标定。

 

目前,涡街流量计标定时都需要进行温度、压力的修正,当然这是必要的。但是,温度和压力的测量点,并没有统一起来,有的涡街流量计是在表前测温测压的,也有的涡街流量计是在表后测温测压的,也有流量计前测压流量计后测温的,也有在涡街表体上面测温测压的。作者认为,温度和压力的测量点,没必要统一起来,但是涡街流量计在标定时和现场使用时的测量点一定要统一起来,这是最重要的,因为不同的测量点的仪表系数会有差别。那么除此之外,温度和压力的测量点不同会对涡街流量计的线性误差是否有不同影响呢?根据经验,多少还是有点影响(此观点仅供参考,因为没有足够的样本数据证实),作者认为标定时在涡街流量计前测量压力会更好些。

 

涡街流量计在标定过程中,最好是完整的安装状态,比如接线盒的盖子最好拧上,即现场是怎样状态,标定时就是怎样状态。因为金属接线盒,毕竟对电路部分起到一定的屏蔽作用,有和无可能会对标定的仪表系数存在微小影响。

 

接下来再讲一下涡街流量计的最小测量能力,即可测的最低流速。文章前面我们提到过雷诺数这个参数。这里还是使用这个参数来讲,专业上认为,漩涡在雷诺数超过4000时已经就是比较稳定了,可以测量了。但是我们目前绝大多数的涡街流量计最低可测量雷诺数基本在8000~20000,所以说呢如果涡街流量计的可测气体流速最低为5m/s的话,那么实际可以拉低到2.5m/s,是可行的。实际上呢,我们现在的很多涡街流量计可以达到这个水平了,甚至可以拉到更低的可测流速。采用数字信号处理方法可以很轻松地达到这个测量范围。

 

工业上面,流体的设计流速一般低于60m/s,所以涡街流量计的设计流速最大在60m/s就基本可以了,再高也没有多大实际意义了。如果能够可靠的提高下限可测量能力还是值得考虑的