關(guān)于渦街流量計(jì)用于測(cè)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(wèn)題之一，關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，下面給大家淺析一下，供大家參考，希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
渦流振動(dòng)現(xiàn)象在測(cè)量中的應(yīng)用研究始于1950年代。到1980年代，基于不同檢測(cè)方法的渦街流量計(jì)發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已被納入通用流量計(jì)列表中。
渦街流量計(jì)投入使用前，有必要根據(jù)所測(cè)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(cè)量范圍，精度和電路參數(shù)。針對(duì)DN300渦街流量計(jì)在液體介質(zhì)中的應(yīng)用，我們選擇了三套渦街流量計(jì)送往開(kāi)封國(guó)家水質(zhì)流量計(jì)站進(jìn)行校準(zhǔn)，確定了它們的儀表系數(shù)，測(cè)量范圍和電路參數(shù)。
1工作原理
渦街流量計(jì)是根據(jù)Karman渦流原理開(kāi)發(fā)的流體振蕩流量計(jì)。當(dāng)將具有非流線型截面的圓柱形物體插入流動(dòng)的液體中時(shí)，在圓柱體后部的兩側(cè)將產(chǎn)生兩排交錯(cuò)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(wú)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(guò)測(cè)量渦流的分離頻率來(lái)測(cè)量流體速度，然后可以從該速度計(jì)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(wèn)：體積流量（m3 / h）
渦街流量計(jì)的電路放大并整形由壓電晶體元件（傳感器）檢測(cè)到的渦流分離頻率。通過(guò)頻率信號(hào)輸出，或進(jìn)一步變換成與流量成正比的4〜20mDC信號(hào)輸出，如圖2所示。
2預(yù)期目標(biāo)
這是DN300渦街流量計(jì)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(jí)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(jí)為1.0的條件下，通過(guò)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(jì)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(jì)水校準(zhǔn)數(shù)據(jù)
3.2設(shè)置電路參數(shù)
對(duì)于應(yīng)力型渦街流量計(jì)，由流過(guò)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(duì)于同一種介質(zhì)的測(cè)量，流量范圍，信號(hào)強(qiáng)度不同，大直徑渦旋流量計(jì)的渦流強(qiáng)度比小直徑渦街流量計(jì)的渦流強(qiáng)度大，因此，大直徑渦旋流量計(jì)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(jì)。在對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行高質(zhì)量校準(zhǔn)時(shí)，其儀表系數(shù)和流量范圍未知，并且與流量范圍相對(duì)應(yīng)的頻率也未知。此時(shí)，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(chǎng)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(jì)DN300渦街流量計(jì)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(jì)算與估計(jì)的流量上限和下限相對(duì)應(yīng)的頻率上限和下限。
校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵循一個(gè)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(jì)算出的頻率上限和下限重置濾波器的通帶。由于通過(guò)調(diào)節(jié)K2和K3的每個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)確定濾波器電容是否與電路并聯(lián)來(lái)設(shè)置濾波器通帶，并且K2和K3的開(kāi)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(jì)算的上限和下限頻率。在校準(zhǔn)過(guò)程中，當(dāng)流量上升到一定值時(shí)，渦街流量計(jì)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(shí)，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(gè)點(diǎn)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(shí)，通過(guò)降低下限流量來(lái)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(hào)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)，電路中的帶通濾波器的通帶應(yīng)被復(fù)位。對(duì)于高質(zhì)量的次校準(zhǔn)渦街流量計(jì)，這是需要重復(fù)的工作。當(dāng)滿足對(duì)產(chǎn)生的渦流強(qiáng)度的要求以及低雷諾數(shù)極限（20000）時(shí)，低流量下限是要追求的目標(biāo)之一。當(dāng)DN300渦街流量計(jì)達(dá)到下限220m3 / h時(shí)，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(shí)，應(yīng)盡可能去除壓電晶體的固有頻率作為干擾信號(hào)。也就是說(shuō)，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(jì)流量下限的原因之一。不能設(shè)置得太低。
通過(guò)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(tái)DN300渦街流量計(jì)的水校準(zhǔn)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，并獲得了國(guó)家水質(zhì)流量測(cè)量站的認(rèn)證。從數(shù)據(jù)分析中可以看出兩點(diǎn)：
（1）從儀表系數(shù)值的趨勢(shì)來(lái)看，當(dāng)上限流量值增加到1800m3 / h時(shí)，儀表的基本誤差接近1.0％，也可以滿足精度等級(jí)1.0的要求；
（2）儀表的重復(fù)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的0.33％，這對(duì)儀表的應(yīng)用非常有利。
在實(shí)際應(yīng)用中，由于渦街流量計(jì)測(cè)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(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)有所不同，電路參數(shù)也會(huì)大不相同。因此，相同的電路參數(shù)不能用于測(cè)量不同的介質(zhì)，介質(zhì)變化時(shí)，電路參數(shù)也應(yīng)改變。
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