摘要：本文著重介紹渦街流量計(jì)和旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的工作原理，各自優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，以及安裝調(diào)試方面的內(nèi)容和渦街流量計(jì)與旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的區(qū)別比較研究。解決許多人在渦街流量計(jì)和旋進(jìn)旋渦流量計(jì)方面的模糊印象與困惑，讓大家對(duì)兩者有足夠清晰的認(rèn)識(shí)。

流量計(jì)是測(cè)量流體流量的儀器，在石油、化工、電力、冶金、采礦、食品、輕工等很多工業(yè)生產(chǎn)過程中，都有對(duì)流體流速的測(cè)量，在應(yīng)用*廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，流量?jī)x表是過程自動(dòng)化儀表與裝置中的大類之一，在工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要。人們對(duì)流量計(jì)量測(cè)試技術(shù)的要求越來(lái)越高促使流量技術(shù)也在迅速發(fā)展著，各種適合于不同環(huán)境的流量計(jì)也應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)在使用較為廣泛的流量計(jì)有：差壓式孔板流量計(jì)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)，渦街流量計(jì)，容積式流量計(jì)，電磁流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)，超聲波流量計(jì)等等。我們**主要介紹渦街與旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，雖然旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和渦街流量計(jì)都是基于流體力學(xué)而設(shè)計(jì)的流量計(jì)，但他們結(jié)構(gòu)與原理是有區(qū)別的適應(yīng)范圍也是不同的。

2、渦街流量計(jì)的工作原理

渦街流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，它是以質(zhì)量守恒為基礎(chǔ)，利用流體自然震蕩的原理制成的一種漩渦分離的流量計(jì)，它又稱為漩渦流量計(jì)和卡門漩渦流量計(jì)。在流體中設(shè)置漩渦發(fā)生體即阻流體，從漩渦發(fā)生體兩側(cè)交替的產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦，這種漩渦稱為卡曼渦街，渦列的個(gè)數(shù)或者說(shuō)頻率和流速成正比。因而通過測(cè)量渦街頻率就可知道流體的流速，從而計(jì)算出流體的流量。

渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體有很多種，大量使用的有圓柱，三角形，矩形等。圓柱形壓力損失小但漩渦強(qiáng)度低，矩形漩渦強(qiáng)度大，但壓力損失也大；三角形壓力損失一般，但漩渦強(qiáng)度大，所以三角形發(fā)生體在實(shí)際中有著廣泛地應(yīng)用。渦街流量計(jì)檢測(cè)方法有利用伴隨漩渦分離的物理效應(yīng)，可以采用熱敏、力敏元件或通過光、聲調(diào)制方法等來(lái)檢測(cè)漩渦分離頻率。至今用于檢測(cè)分離頻率的方法和采用的元件是多種多樣的，歸納起來(lái)有以下幾種方法：

(1)熱敏元件檢測(cè)方法，漩渦分離產(chǎn)生的交變環(huán)流所引起的整體表面速度脈動(dòng)或者交變橫向流的頻率，用加熱的金屬絲、熱敏電阻器進(jìn)行檢測(cè)；

(2)力敏元件檢測(cè)方法，漩渦分離造成的交變差壓、交變升力或者交變升力引起的機(jī)械振動(dòng)，用差動(dòng)電容、電阻應(yīng)變片、壓電晶體、壓電陶瓷等檢測(cè)；

(3)電磁傳感器檢測(cè)方法漩渦的分離所引起的膜片或者梭球等的往復(fù)振動(dòng)的頻率，用電磁傳感器檢測(cè)；

(4)聲、光信號(hào)調(diào)制檢測(cè)方法利用聲束光束通過渦街時(shí)受到漩渦的調(diào)制，由接收聲強(qiáng)光強(qiáng)或相位的脈動(dòng)頻率得到漩渦分離頻率。

3、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的工作原理

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)也稱為旋進(jìn)式渦街流量計(jì)，它是利用流體強(qiáng)迫震蕩的原理，當(dāng)流體進(jìn)入測(cè)量管時(shí)通過螺旋導(dǎo)流架后，形成一股具有旋進(jìn)中心的渦流，隨著管徑內(nèi)腔的收縮，使渦流速度和渦流前進(jìn)速度都加強(qiáng)，在此區(qū)域內(nèi)的流體中心是藝術(shù)速度很高的漩渦流，沿著測(cè)量管的中心線運(yùn)動(dòng)，到熱敏電阻時(shí)，由于測(cè)量管內(nèi)腔突然擴(kuò)大，流速急劇減少，一部分流體形成回流，于是流體不沿著測(cè)量管內(nèi)腔中心線運(yùn)動(dòng)，而圍繞中心線旋轉(zhuǎn)，即所謂旋進(jìn)，旋進(jìn)頻率與流速成正比，因而測(cè)得旋進(jìn)頻率即可測(cè)得流速。

4、工程對(duì)比：渦街和旋進(jìn)

4.1 應(yīng)用對(duì)比

(1)渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有很多，它測(cè)量范圍大，精度高，工作可靠性高，壓力損失較小，可測(cè)量氣體，液體和蒸汽。其讀數(shù)不受流體的壓力，溫度，密度，粘度及流體組分的影響。更換檢測(cè)原件時(shí)不用重新標(biāo)定，量程比較大，液體可達(dá)1:15，氣體達(dá)1:30，管徑口范圍大，安裝方便，精度高，維護(hù)方便等等，缺點(diǎn)有隊(duì)感到機(jī)械振動(dòng)敏感，不宜用于振動(dòng)場(chǎng)所，流速分布變動(dòng)及脈動(dòng)流影響測(cè)量精度，直管段要求(上游20D，下游5D)。檢測(cè)元件被沾污后影響精度，要經(jīng)常清洗。在使用渦街流量計(jì)時(shí)還應(yīng)滿足管道雷諾數(shù)應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。

(2)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)測(cè)量范圍較窄，壓力損失較大，所以一般不適用大管徑壓力管道，雖然設(shè)計(jì)原理可以適合氣體和液體介質(zhì)，但在生產(chǎn)使用中一般只適合氣體的測(cè)量，在直管段要求上和渦街流量計(jì)基本一樣。

4.2 安裝工程

渦街流量計(jì)和旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的安裝要求是相似：

(1)渦街與旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的安裝地點(diǎn)都要相對(duì)安靜，禁止有大的振動(dòng)，會(huì)影響流量測(cè)量精度；

(2)如果流量計(jì)前后有閥門或彎頭，那么一定要有足夠的直管段，以確保漩渦產(chǎn)生的必要條件；

(3)渦街，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)容易受外界電磁場(chǎng)干擾，所以要遠(yuǎn)離電磁場(chǎng)；

(4)管道直徑應(yīng)匹配，不應(yīng)變徑。管道中心應(yīng)于流量計(jì)同心等。

4.3 動(dòng)靜態(tài)調(diào)試

(1)靜態(tài)調(diào)試是指流量計(jì)在通電不通流時(shí)轉(zhuǎn)換器應(yīng)無(wú)輸出，瞬時(shí)流量指示為零，累積流量不變，否則應(yīng)先檢查信號(hào)屏蔽和接地是否正常，管道是否存在震動(dòng)情況，若還未解決問題，可調(diào)整轉(zhuǎn)換器電位器，降低放大增益或者提高整形電路觸發(fā)電平，直至輸出為零；

(2)動(dòng)態(tài)調(diào)試是指在關(guān)旁路，打開上下游閥門，流動(dòng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)換器輸出連續(xù)的脈寬均勻的脈沖，流量指示穩(wěn)定無(wú)跳變，調(diào)節(jié)閥門開度，輸出隨之變化，否則應(yīng)細(xì)致檢查并調(diào)試電位器直至儀表輸出既無(wú)誤觸發(fā)又無(wú)漏脈沖為止。

5、結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)生產(chǎn)中，流量計(jì)的選型對(duì)日常的生產(chǎn)測(cè)量特別重要。所以在選型中我們要滿足環(huán)境需求，要確保精準(zhǔn)度，還要考慮經(jīng)濟(jì)原因。這就要求我們要對(duì)各種流量計(jì)有著十分透徹的認(rèn)識(shí)，不能有一絲的馬虎。