關(guān)于渦街流量計用于測量不同介質(zhì)中電路參數(shù)的設(shè)置，也是很多小伙伴關(guān)心的問題之一，關(guān)于這個問題，下面給大家淺析一下，供大家參考，希望對大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
渦流振動現(xiàn)象在測量中的應(yīng)用研究始于1950年代。到1980年代，基于不同檢測方法的渦街流量計發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已被納入通用流量計列表中。
渦街流量計投入使用前，有必要根據(jù)所測量的液體或氣體介質(zhì)選擇相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng)，以確定儀表系數(shù)，測量范圍，精度和電路參數(shù)。針對DN300渦街流量計在液體介質(zhì)中的應(yīng)用，我們選擇了三套渦街流量計送往開封國家水質(zhì)流量計站進(jìn)行校準(zhǔn)，確定了它們的儀表系數(shù)，測量范圍和電路參數(shù)。
1工作原理
渦街流量計是根據(jù)Karman渦流原理開發(fā)的流體振蕩流量計。當(dāng)將具有非流線型截面的圓柱形物體插入流動的液體中時，在圓柱體后部的兩側(cè)將產(chǎn)生兩排交錯的渦流，如圖1所示。渦流分離的頻率與流速與圓柱體的寬度成反比，可以用公式（1）表示：
F = St * U / d ...公式（1）
類型：
F：渦旋分離頻率
ST：Strauhal數(shù)（常數(shù)的無窮大）
U：氣缸側(cè)面的流速
D：汽缸頂流表面的寬度
從等式（1）可以看出，可以通過測量渦流的分離頻率來測量流體速度，然后可以從該速度計算出體積流量，從而得到等式（2）。
F = Q x K ...公式（2）
類型：
K：儀器系數(shù)M-3。
問：體積流量（m3 / h）
渦街流量計的電路放大并整形由壓電晶體元件（傳感器）檢測到的渦流分離頻率。通過頻率信號輸出，或進(jìn)一步變換成與流量成正比的4〜20mDC信號輸出，如圖2所示。
2預(yù)期目標(biāo)
這是DN300渦街流量計的首次校準(zhǔn)，我們已經(jīng)制定了以下目標(biāo)
（1）按7：1的量程比，精度等級為1.0，重復(fù)性低于指標(biāo)校準(zhǔn)合格的0.3％；
（2）獲取水質(zhì)標(biāo)定中電路參數(shù)的設(shè)定值；
（3）在量程比為7：1且精度等級為1.0的條件下，通過調(diào)整電路參數(shù)可以找到下限流量盡可能低的狀態(tài)。
3.分析與調(diào)整
3.1中小口徑渦街流量計水質(zhì)標(biāo)定
數(shù)據(jù)如表1所示。
表1中小口徑渦街流量計水校準(zhǔn)數(shù)據(jù)
3.2設(shè)置電路參數(shù)
對于應(yīng)力型渦街流量計，由流過渦流發(fā)生器的介質(zhì)產(chǎn)生的渦流強(qiáng)度與升力ρU2成比例（ρ是介質(zhì)密度，U是速度）。對于同一種介質(zhì)的測量，流量范圍，信號強(qiáng)度不同，大直徑渦旋流量計的渦流強(qiáng)度比小直徑渦街流量計的渦流強(qiáng)度大，因此，大直徑渦旋流量計的電荷放大器放大倍數(shù)（K1 ）可調(diào)節(jié)比小型電荷放大器功率小的渦街流量計。在對渦街流量計進(jìn)行高質(zhì)量校準(zhǔn)時，其儀表系數(shù)和流量范圍未知，并且與流量范圍相對應(yīng)的頻率也未知。此時，應(yīng)將帶通濾波器的通帶（K2，K3）設(shè)置得較寬，上限和下限的頻率比應(yīng)設(shè)置為約30：1。由于校準(zhǔn)設(shè)備的流場穩(wěn)定且干擾較小，因此可以常規(guī)設(shè)置電壓放大器（GB）的放大倍率和施密特觸發(fā)器的觸發(fā)閾值（SB）。
結(jié)合表1，估計DN300渦街流量計的流量范圍為300〜1800m3 / h。選擇1000m3 / h進(jìn)行校準(zhǔn)，系數(shù)K為0.0442。根據(jù)公式F = Q×K，計算與估計的流量上限和下限相對應(yīng)的頻率上限和下限。
校準(zhǔn)時應(yīng)遵循一個原則：工作頻率范圍應(yīng)盡可能落入由帶通濾波器設(shè)置的通帶內(nèi)。因此，根據(jù)計算出的頻率上限和下限重置濾波器的通帶。由于通過調(diào)節(jié)K2和K3的每個開關(guān)來確定濾波器電容是否與電路并聯(lián)來設(shè)置濾波器通帶，并且K2和K3的開關(guān)組合很多，因此應(yīng)逐步探索該調(diào)節(jié)以使濾波器截止頻率成為可能。接近計算的上限和下限頻率。在校準(zhǔn)過程中，當(dāng)流量上升到一定值時，渦街流量計的輸出頻率突然急劇下降，這是由于濾波器的上限頻率較低所致。此時，調(diào)整K3，選擇較小的電容器并聯(lián)值，并增加上限截止頻率。由于設(shè)備容量的限制，流量上限只能為1500m3 / h，因此要根據(jù)流量范圍300〜1500m3 / h進(jìn)行標(biāo)定。在300〜1500m3 / h的流量范圍內(nèi)選擇5個點進(jìn)行校準(zhǔn)[2]，并獲得表2所示的數(shù)據(jù)：
從表2中可以看出，基本誤差和可重復(fù)性都在要求的范圍內(nèi)，但是范圍比小于7：1。此時，通過降低下限流量來增大量程比，將流量范圍調(diào)整為220〜1500m3 / h。由于流量范圍的調(diào)整，輸出頻率和信號強(qiáng)度會發(fā)生變化。這時，電路中的帶通濾波器的通帶應(yīng)被復(fù)位。對于高質(zhì)量的次校準(zhǔn)渦街流量計，這是需要重復(fù)的工作。當(dāng)滿足對產(chǎn)生的渦流強(qiáng)度的要求以及低雷諾數(shù)極限（20000）時，低流量下限是要追求的目標(biāo)之一。當(dāng)DN300渦街流量計達(dá)到下限220m3 / h時，產(chǎn)生的頻率約為3Hz，這非常接近于壓電晶體的熱效應(yīng)產(chǎn)生的頻率。因此，當(dāng)降低帶通濾波器的下截止頻率時，應(yīng)盡可能去除壓電晶體的固有頻率作為干擾信號。也就是說，濾波器下限的截止頻率不能低于壓電晶體的熱效應(yīng)所產(chǎn)生的頻率，這也是渦街流量計流量下限的原因之一。不能設(shè)置得太低。
通過以上分析和調(diào)整，得出表3所示數(shù)據(jù)：
3.3結(jié)果分析
三臺DN300渦街流量計的水校準(zhǔn)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，并獲得了國家水質(zhì)流量測量站的認(rèn)證。從數(shù)據(jù)分析中可以看出兩點：
（1）從儀表系數(shù)值的趨勢來看，當(dāng)上限流量值增加到1800m3 / h時，儀表的基本誤差接近1.0％，也可以滿足精度等級1.0的要求；
（2）儀表的重復(fù)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家計量標(biāo)準(zhǔn)要求的0.33％，這對儀表的應(yīng)用非常有利。
在實際應(yīng)用中，由于渦街流量計測得的介質(zhì)中液體或氣體的速度范圍和密度不同，渦旋分離的頻率范圍和分離過程中產(chǎn)生的信號強(qiáng)度會有所不同，電路參數(shù)也會大不相同。因此，相同的電路參數(shù)不能用于測量不同的介質(zhì)，介質(zhì)變化時，電路參數(shù)也應(yīng)改變。
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