第一节涡街流量计的发展概况 在自然界中，存在许多流体振动现象。例如旗帜在风中 飘扬;野外架空电线在风中发出的嗡嗡声响;小溪流使水中的 水草、禾苗、小树干频频摆动等，都是流体振动现象的具体 表现。在流体振动(hydrodynamic ocillation)现象中，流体振 动频率与流速之间有着对应关系。应用这种原理测量流量 的仪表最重要的包含旋涡分离流量计( Vortex Shedding Flowmeter) 常称涡街流量计;旋涡进动流量计(VortexPrecessingFlowmeter) 常称旋进旋涡流量计;射流流量计( Fluidic Flowmeter) 。 自20世纪60年代中期开始，美、欧各国和日本的科学家先后 以不同的方式投人流体振动流量计的研究。到60年代末和70年代 初，先后出现了以上三种流量计。因制造、应用和推广方面的原 因，三种流量计的发展状况不一样。涡街流量计的特点发挥得 比较充分，被用户接受较早，发展最迅速。其他两种仪表发展相 对缓慢些，但这几年也逐步在推广。本书将以涡街流量计为主题， 对涡街流量计进行系统的介绍。 世界上最早研究涡街现象的人是匈牙利物理学家斯特劳哈尔 (Strouhal) 。1878 年，在他指导的实验中发现:在风的作用下，一 根细弦丝发声的音调与风速成正比，而与弦丝的直径成反比。 1912年，德国物理学家冯.卡曼(Von.Karman)在进行了大量实 验观察的基础上，研究了涡街的稳定性，并发表了关于无限大均 匀流场中涡街稳定条件的著名论文。从数学上证明了圆柱体下游 形成涡街的稳定条件。卡曼的这一结论为涡街流量计的发展与应 用奠定了理论基础。 到20世纪50年代，美国科学家罗什科(Roshko)提出了应用卡曼 涡街测量风速的可能性，并进行了有关试验。1960年， 在日本志 波号船上，进行了应用卡曼涡街原理测量船速的试验。 20世纪60年代中期。在这期间，日本、美国和前苏联等国家 的科学家相继开展了涡街流量计的研究和开发。 70年代各国仪表公司推出的涡街流量计新产品大致有： (美)西屋公司( Westing House)应用超声检测技术推出超声式涡街流 量计; ( 日)北辰电机厂应用应变检测技术开发成功应变式涡街流量计; (美)伊斯特克公司( Eastech)推出第二种涡街流量计，即应用磁电检 测技术的振动体式涡街流量计问世; (英)肯特(Kent)公司采用电容检测技术和矩型发生体，向用户更好的提供了 电容式涡街流量计; (美)Foxboro公司采用压电检测技术和用T形发生体，把用压电元件加 膜片作为检测元件的涡街流量计推向市场; ( 日)横河经过近10年潜心研制，用压电检测技术和梯型发生体，继热 丝式涡街流量计后， 推出该公司的第二种涡街流量计压力式涡街流量计。 在我国，涡街流量计的发展也另人瞩目。70年代初期，重庆工 业自动化仪表研究所、北京公用事业研究所率先投人涡街流量计的 研究开发。后来银河仪表厂、开封仪表厂也参与了这方面工作。70 年代中期，天津市工业自动化仪表研究所、冶金部自动化研究所等 也相继投了涡街流量计的研究开发工作。至1980年，国内先后开发 成功热敏式(包括热丝检测法和热敏电阻检测法)、超声式涡街流量 计。两年后，又相继推出了应力式涡街流量计，随后应变式和振动 体式涡街流量计接踵而来。 整个80年代，是我国涡街流量计发展势头旺盛的时期，应力式 涡街流量计成为热点，据1987年一一次会议上统计，全国从事涡街 流量计开发、生产的企业已有20余家。 据有关专家提供的信息，到2004年初，我国涡街流量 计的开发、生产出现了新局面，生产企业已超过200家。目 前在开发、制造、应用的所有的环节共有的努力下，涡街流 量计已成为流量仪表中重要的成员，并且得到了广泛的应 用。 第二节 与涡街流量计有关的概念和术语 ▲精确度 被测量物的测量结果与(约定)真值间的一致程度。好的精确度意味着小的随机误差和系 统误差。 ▲仪表系数 以单位体积的脉冲数表示的系数。它是以脉冲数表示的仪表输出对某个测量周期中所通过流体总 体积之比。即 K= N/V 公式中 K-仪表系数，m-3; N- 脉冲数; V--流体体积，m3 。 第三节 工作原理、结构和特点 工作原理 ：当流体流经漩涡发生体 时产生不规则的漩涡，经过测量探头检测漩涡的 个数产生一定的频率 ，再通过检验测试线路板对频率整形、放大、转换成标准信号。 f=SrU1/d 公式中：f旋涡频率，HZ; Sr斯特劳哈尔数； U1发生体两侧的平均流速，m/S; d发生体迎流面的宽度，m 在工程应用涡街流量计测量流量时，常用公式为 qv=3600f/ K K系数与一下因素相关； 1、与发生体、测量管的几何尺寸： 2、斯特劳哈尔数 构成 ：漩涡发生体、测量探头和测量线路板。 按柱型分：有圆柱、三角柱、梯形柱、矩形柱、T形柱发生体等； 按结构分；有单发生体和双发生体 （多）发生体两类。 涡街流量计的特点 涡街流量计仪表具有量程宽、精度高、压力损失小、介质通用性好、 有与流量成比例的脉冲信号输 出、便于与计算机联用等优 点。 涡街流量计具有结构相对比较简单、通用性好和稳定能力高的特 点 。 测量气体 时精度 ：1级、1.5级 测量液体 时精度 ：0.75级、1级 根据流量选型； 安装要求与使用场合 A 、流量计上游侧和下游侧应尽可能留有较长的直管段。 弯管 ：在流量计上游应保证10D 的直管段长度 ，下游应保证5D直管段长度 缩、扩径管 ：流量计上游应保证10D 的直管段长度 ，下游应保证5D 的 直管段长度 ，流量计上游有全开阀门时，直管长度应保证20D ： 有半开阀门时，直管长度应保证40D 其他 ：测压点应取在流量计下游2D-7D 间 （D ：测量管 内径） （上游1D-2D ） 测温点应取在流量计下游5D-7D 管道 内有流体流动，但无信号输 出 a.检查仪表接线是不是正确 ，有无短线 b.检查仪表安装方 向是不是正确 c.检查流量是否低于正常的流量范围 d.检查供 电电压。 e.检查测量探头有无频率输 出 f.检查测量线路板有无故障或设置是不是正确。 无流体流动，但有信号输 出 a.检查仪表接地 ，是否是接地不 良引入干扰。 b.检查管道是否有强烈的机械振动 c.检查环境是否有强电磁干扰 ，如有大功率 电器或变频器等强电 设备 d.检查灵敏度是否过高。 e.检查测量探头有无故障。 ③管道内流体的流量稳定且符合流量要求，但输出变化太大， 不稳定 a.可能是接地不良引入干扰 b.可能是管道振动过强引入干扰 c.检查测量探头有无故障 ④显示流量与实际流量不符，不稳定 a.可能是仪表参数设置不正确 b.可能是温度压力仪表测量误差过大 c.可能是流量低于或高于正常的流量范围 d.可能是安装不符合标准要求，如安装不同心，管道内有障碍物， 直管段不足等情况 涡街流量计检定记录

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