大部(bù)分流量(liang)儀表(如(rú) 電磁流(liú)量計 、 渦(wō)輪流量(liàng)計 、科裏(li)奧利質(zhi)量流量(liang)計)是以(yǐ)實流校(xiao)準，即用(yòng)實際流(liu)體流過(guò)被校儀(yi)表，再用(yong)别的标(biao)準裝置(zhì)(标準流(liú)量計或(huò)流量标(biāo)準裝置(zhì))測出流(liu)💯過被校(xiao)準儀表(biao)的流量(liang)，與被校(xiào)儀表的(de)流量值(zhi)作比較(jiào),或将被(bei)校儀表(biǎo)進行分(fen)度。這種(zhǒng)實流校(xiao)準方法(fa)又稱作(zuo)濕法校(xiào)準。渦街(jiē)流量計(ji) 曾也用(yong)實流校(xiao)準法。還(hái)有一種(zhong)稱作幹(gan)法校準(zhǔn)的間接(jie)方法♻️，是(shì)以測量(liang)流量傳(chuan)感部分(fen)的結構(gòu)尺寸或(huò)其他與(yǔ)🈲計算流(liu)量✊有關(guan)的量,并(bing)按規定(dìng)使用，間(jian)接校準(zhun)儀表流(liú)量值.獲(huo)得相應(ying)測量精(jīng)度。
　　雖然(ran)渦街流(liú)量計當(dāng)前仍采(cǎi)用實流(liu)校準流(liú)量，但因(yīn)其流🐅量(liàng)傳感件(jiàn)形狀簡(jian)單,與孔(kǒng)闆相仿(páng)具有實(shí)現間接(jiē)法校準(zhun)🛀的潛在(zai)可行性(xing)。十餘年(nian)前國際(jì)上就有(yǒu)人按标(biāo)準.節流(liu)裝置的(de)思路探(tàn)索實施(shi)旋渦發(fā)生标準(zhǔn)化方面(mian)工作。1994年(nian)日本工(gōng)業技術(shu)院計量(liang)研究所(suǒ)曾在FLOMEKO'94會(huì).上提出(chū)标準旋(xuán)渦發生(sheng)體研究(jiū)的階段(duan)性報告(gao)，報告結(jie)論稱渦(wo)街☔流量(liàng)計幹法(fǎ)校準的(de)不确定(dìng)度小于(yu)孔闆，僅(jin)爲🈲0.3%。重慶(qìng)工業自(zi)動化儀(yi)表研究(jiū)所在”七(qī)五”期間(jiān)亦曾開(kāi)展這項(xiang)研究工(gōng)作，設計(ji)制作DN50/DN100儀(yí)表的旋(xuan)渦發生(shēng)體近200套(tào)，實驗求(qiu)取各參(can)數敏感(gan)系數、幾(ji)何尺寸(cun)⛹🏻‍♀️公差、安(ān)裝要求(qiu)和安裝(zhuang)條件影(ying)響等，獲(huò)得第一(yī)階段成(cheng)果。在這(zhe)一🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成果(guǒ)的基礎(chǔ)上,制訂(ding)渦街流(liu)量傳感(gǎn)器行業(yè)标準(ZBN12006-89)和(hé)國家計(ji)量檢定(ding)規程(JJG620-89).采(cǎi)用了部(bù)分内容(róng)🔞，但未形(xíng)成😍标準(zhǔn)渦街流(liu)量計和(hé)幹法校(xiao)準的國(guó)家标準(zhǔn)。
　　1989年日本(ben)制訂了(le)渦街流(liu)量計工(gong)業标準(zhǔn)JISZ8766《渦街流(liu)量計一(yi)流量測(cè)🔴量方法(fǎ)》(以下簡(jian)稱《标準(zhǔn)》),2002年修訂(dìng)時設一(yī)專章，納(nà)🔴入了标(biao)準渦街(jie)流量計(ji)的研究(jiū)成果，在(zài)《标準》的(de)🧡“解說“部(bù)㊙️分說明(míng)确定旋(xuan)渦發生(shēng)體各要(yao)素的依(yi)據，例✨舉(jǔ)典型實(shi)⛹🏻‍♀️驗數據(ju)。下文扼(è)要轉述(shu)《标準》中(zhōng)旋渦發(fā)生體形(xíng)狀、尺寸(cùn)及其允(yun)差,各尺(chi)寸對斯(sī)特勞哈(ha)爾(Strouhal)數的(de)敏感性(xing),不确定(ding)🏃🏻‍♂️度分析(xī)等。
一标(biāo)準旋渦(wo)發生體(tǐ)形狀和(he)尺寸
　　标(biāo)準渦街(jie)流量計(jì)的旋渦(wo)發生體(ti)是截角(jiao)的等腰(yāo)三🐇角形(xing)六面體(ti)截面柱(zhù).形狀和(he)尺寸如(ru)圖1、表1所(suǒ)示，。所選(xuǎn)定尺寸(cun)是經一(yī)系列優(yōu)化實驗(yan)後的最(zuì)優尺寸(cùn)。例如所(suo)選取⛷️W=0.28D和(he)H=0.35D是在一(yi)組斯特(te)勞哈🧡爾(ěr)數(Si)-雷諾(nuò)數Ren關系(xi)線😘中(分(fèn)别見圖(tu)2和圖3)最(zui)爲平坦(tǎn)，即儀表(biao)可獲得(de)最好的(de)🥰線性度(du)。
 
 
　　按标準(zhun)旋渦發(fa)生體制(zhì)造的渦(wo)街流量(liàng)計可以(yǐ)不用實(shi)流校準(zhǔn)，保證達(da)到預期(qī)測量精(jīng)度。當前(qian)《标準》适(shì)用範圍(wéi)口徑爲(wèi)100~600mm,Reo爲1x105~2x106，是本(běn)📧次制訂(ding)《标準》時(shi)的實驗(yàn)範圍，随(suí)❗着今後(hòu)進一步(bù)研究，下(xia)次修訂(ding)時适用(yong)範圍有(yǒu)可能擴(kuo)大。
 
二．标(biao)準旋渦(wo)發生體(ti)的斯特(te)勞哈爾(er)數St
　　《标準(zhun)》規定的(de)旋渦發(fā)生體按(an)插入測(ce)量管頂(ding)端是否(fou)固🥰定分(fèn)爲标準(zhǔn)1型和标(biao)準2型兩(liǎng)種,其S:值(zhí)微有差(chà)異,如表(biao)2。标準1型(xing)多數實(shí)驗🐕儀表(biǎo)🐉口徑爲(wèi)DN100DN400,St與Reo無關(guan)平均值(zhí)爲0.25033.其标(biāo)準偏差(cha)爲0.12%;标準(zhun)2型實驗(yàn)口徑爲(wei)DN150和DN200,實.驗(yan)數據的(de)拟合線(xiàn)爲近似(si)二折線(xiàn)，St與Ren有關(guan)。
 
　　僅從St-Ren關(guan)系在性(xìng)能上考(kǎo)察,标準(zhun)1型優于(yu)标準2型(xíng)，然而🔱流(liu)體中微(wēi)粒子堵(du)塞旋渦(wo)發生體(ti)台座與(yǔ)測量管(guǎn)間的隙(xi)縫，将👅引(yin)起特性(xing)大幅變(bian)化，因此(ci)從實用(yòng)觀點考(kao)慮再.增(zeng)加無隙(xi)🌏縫的标(biāo)準2型。但(dan)是标準(zhǔn)2型易受(shòu)上遊管(guǎn)件等擾(rǎo)流影響(xiang),《标準》規(guī)定必須(xu)在儀表(biao)上遊10D處(chù)裝🧡置明(ming)石型多(duo)🐕孔闆流(liu)動調整(zheng)器(FlowCondi-tioner)組合(hé)使用。
三(san)．斯特勞(láo)哈爾數(shù)不确定(ding)度分析(xi)和評估(gu)
　　St數的擴(kuò)展不确(què)定度Est(包(bao)含因子(zi)k=2)如下式(shi):
 
　　式中，等(děng)式右邊(biān)前9項是(shi)旋渦發(fā)生體各(gè)結構要(yào)素的允(yǔn)差(前附(fù)♈加記号(hao)δ),後6項是(shi)旋渦發(fa)生體與(yǔ)測量管(guǎn)間裝配(pèi)的偏心(xīn)距🍓/角度(dù)(η、e、α、β)允差(含(hán)義和符(fu)号如圖(tu)4所示)、直(zhi)管段長(zhǎng)度附加(jiā)不确定(dìng)度(ur)等因(yin)素。
　　經研(yán)究分析(xī)所定式(shì)(1)各不确(que)定性因(yin)素項中(zhong)，其系數(shu)中包🐕括(kuo)經實驗(yan)求得的(de)敏感系(xi)數。St數不(bu)确定度(dù)uc(St)按不确(que)定度傳(chuan)播律由(you)式(2)合成(chéng)求得:
 
　　式(shì)中,u(xi)是以(yǐ)各參數(shu)xi的标準(zhǔn)不确定(ding)度表示(shì)，最後7項(xiang)不是👈旋(xuan)渦發生(shēng)體結構(gou)參數的(de)不确定(ding)度。Ua包含(hán)有旋渦(wō)發生體(tǐ)平行部(bù)和上遊(you)面間的(de)角度、旋(xuán)渦發生(shēng)體/測量(liang)管表面(mian)粗糙度(du)等的不(bu)确定度(dù);usro是測🈲量(liàng)St數時校(xiao)準設備(bei)引起的(de)附加不(bu)确定度(du);Uf是上遊(yóu)擾流管(guǎn)件形成(chéng)流動畸(ji)變和旋(xuan)轉流産(chǎn)生的附(fù)加不确(què)定度。
　　us和(he)Ustd是需确(què)定的值(zhí),但在校(xiào)準設備(bei)充分長(zhǎng)直管可(kě)忽略ur情(qing)況🥰下，測(ce)得标準(zhǔn)1型St數的(de)标準偏(pian)差爲0.0003.即(jí)可得到(dào):uz2+usro2=0.0003(3)
　　一般機(ji)械零件(jiàn)設計規(gui)定尺寸(cùn)允差δ(xi)，實(shi)際制造(zào)尺寸分(fèn)布假❄️設(shè)爲三角(jiǎo)形分布(bù)，其标準(zhǔn)不确定(dìng)度u(xi)如式(shì)(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通(tōng)常擴展(zhǎn)不确定(dìng)度的包(bao)含因子(zi)k=2.擴展不(bú)确定度(du)Est=Kuc(St)=2uc(St),再從式(shi)(4).并✔️對尺(chǐ)寸允差(chà)無次元(yuán)化,變換(huan)後得式(shì)(5),再代入(rù)敏感系(xì)數ε,就成(chéng)爲前文(wen)式(1)，式中(zhong)uf将在下(xia)文說明(míng)。
 
　　《标準》解(jiě)說部分(fèn)列舉了(le)W.T.Gw三個結(jie)構參數(shù)求取敏(min)感系💋數(shu)的實驗(yan)🛀數✉️據如(ru)表3,從旋(xuan)渦發生(sheng)體寬度(dù)W對St數的(de)敏感性(xìng)圖中可(kě)求出敏(mǐn)感系數(shù)1.208.
四.标準(zhǔn)渦街流(liu)量計前(qián)後直管(guǎn)段長度(du)要求和(he)安裝影(yǐng)響
　　爲控(kong)制前文(wen)提到流(liú)動擾動(dòng)引起的(de)不确定(dìng)度uf，《标準(zhun)》正文🧑🏽‍🤝‍🧑🏻提(tí)出✂️儀表(biǎo)前後直(zhí)管段長(zhang)度和其(qi)他安裝(zhuāng)條件要(yao)求:
(1)在規(gui)定附加(jiā)相應不(bú)确定度(du)下.如《标(biao)準》中圖(tu)例。
(2)從旋(xuán)渦發生(shēng)體中心(xīn)軸下遊(you)側1D的流(liu)通通道(dao)(測量管(guan)或管道(dao))内，不能(néng)有台階(jie)。
(3)使用标(biāo)準2型時(shi)，須在流(liú)量計上(shang)遊10D處裝(zhuang)明石型(xíng)多孔流(liú)動🔱調🔆整(zhěng)器，其X-X(水(shui)平)軸必(bì)須與旋(xuan)渦發生(sheng)體軸平(ping)行安裝(zhuang)。
　　解說“部(bù)分列出(chu)确定六(liù)種擾流(liu)管件直(zhi)管段長(zhǎng)度要❗求(qiú)🍉的依🏃🏻據(ju)(12幀實驗(yàn)數據圖(tu))，從中可(ke)了解直(zhi)管段不(bú)足時對(dui)St數的影(yǐng)響程度(du)。例如标(biao)準1型在(zai)單彎管(guǎn)擾流下(xià)不同直(zhi)管段長(zhǎng)度的附(fu)加誤差(cha).不足規(gui)🌈定30D僅10D時(shi)St數增大(da)約0.8%。
 
　　流動(dong)調整器(qì)的安裝(zhuāng):“解說”還(hai)列出标(biao)準2型儀(yi)表不裝(zhuāng)流動調(diào)整器St數(shù)的實驗(yan)數據圖(tú)，與裝流(liú)動調整(zhěng)相比，變(biàn)化0.7%左右(yòu)，流動調(diào)整器與(yu)儀表間(jian)組裝于(yu)不同距(jù)離和不(bú)同位置(zhì)孔轉角(jiao)影響St數(shù)的實驗(yàn)數據圖(tu)2幀,說明(míng)St變化達(da)0.5%~0.8%。
　　測量通(tōng)道台階(jie)影響:“解(jiě)說“闡明(míng)儀表測(ce)量内徑(jing)和前後(hòu)管路内(nei)徑差異(yì)形成台(tai)階影響(xiang)的實驗(yan)數據圖(tu)3幀，文件(jian)認爲試(shì)驗尚不(bu)夠充分(fen),因此未(wèi)納入《标(biao)準》正文(wen)。所例舉(ju)👉儀表内(nei)♌徑151mm,測量(liang)❗管長151mm,旋(xuan)渦發生(shēng)體置于(yu)中點，連(lián)接到3種(zhong)内徑:A=146.5mm、B=1555mm、C=159.2mm的(de)前後直(zhí)管，按🎯台(tái)階與旋(xuan)渦發生(sheng)體軸間(jiān)距作4組(zu)配置，即(ji)(1)上遊側(cè)0.5D，下遊測(ce)0.5D;(2)上遊側(ce)1D，下遊側(ce)0.5D;(3).上遊側(cè)0.5D,下遊側(ce)1D;(4).上遊側(ce)1D,下遊側(cè)1D。所測得(de)的St數與(yu)無台階(jiē)管段相(xiàng)比，變化(huà)如表4。從(cong)中可看(kan)出:前後(hòu)直管内(nèi)徑小于(yu)儀表測(ce)量管内(nèi)徑比大(dà)于測量(liàng)管内徑(jìng)影響大(dà):後台階(jiē)的影響(xiang)大于前(qián)台階的(de)影響。認(rèn)爲渦街(jie)流量計(ji)後直管(guǎn)内徑與(yǔ)🚶儀表内(nei)徑差的(de)影響比(bi)前直管(guan)大這一(yī)現象，與(yǔ)其他流(liú)量儀表(biao)⭕(如節流(liu)差壓流(liu)量計、渦(wō)輪流量(liàng)計、電磁(ci)流量計(ji))前💛直管(guan)影響大(da)的常例(li)相反.值(zhí)得關注(zhu)。
 
　　管軸偏(piān)心影響(xiang):儀表測(cè)量管與(yǔ)管道不(bu)同心度(du)形成的(de)附加誤(wu)差,從”解(jiě)說”提供(gòng)内徑151mm儀(yí)表的實(shi)驗數據(ju)證明是(shi)♊不容♻️忽(hū)視的。偏(pian)心4.5mm(口徑(jing)的3%.偏心(xin)口與旋(xuan)渦發生(shēng)🔞體軸相(xiang)🌈距0.5D)時附(fù)加誤差(chà)達3%以上(shàng)。若測量(liang)管較長(zhang),偏心😘口(kǒu)與旋渦(wo)⛱️發生體(ti)軸相距(ju)1.5D以上時(shi)，影響可(kě)大爲減(jiǎn)小。認爲(wèi)從這一(yī)實驗看(kan)出，制造(zào)廠爲使(shi)儀表輕(qīng)巧和降(jiang)低成本(běn),測量管(guǎn)🏒長度設(shè)計過短(duan)‼️，實質上(shàng)對使用(yong)者提高(gao)了要求(qiu)和費用(yòng)，從總體(ti)考慮并(bìng)不合理(lǐ)。
五.結束(shù)語
　　JISZ8766提出(chū)了标準(zhǔn)旋渦流(liu)量計的(de)方案和(hé)基礎實(shí)驗典型(xíng)💃數據，我(wo)們可借(jie)鑒這一(yī)文件開(kai)展旋渦(wō)流量計(jì)幹法校(xiao)準方面(mian)的工作(zuo)。日🌐本标(biao)準協會(hui)(JSA)準備向(xiang)國際标(biao)化組織(zhī)(ISO)提出,将(jiang)JISZ8766作爲渦(wo)街流量(liàng)計國際(jì)标準草(cao)案。期待(dai)國際标(biāo)準😘化後(hou)的渦街(jiē)流量計(jì)能像标(biāo)準孔闆(pan)等節流(liú)差壓流(liú)量計那(na)樣普及(jí)。
　　《标準》提(tí)出幾種(zhong)擾流件(jiàn)的直管(guan)長度要(yào)求、管段(duàn)台階和(hé)管軸偏(pian)心影響(xiǎng)等實驗(yàn)數據，特(tè)别是後(hòu)兩者作(zuò)爲标準(zhǔn)🔞附件内(nèi)容,在各(gè)國“标準(zhǔn)“中尚不(bu)多見，很(hěn)有價值(zhi)。雖然這(zhe)🤩些内容(rong)🌈是針對(duì)特定的(de)渦街流(liú)量計，但(dàn)是對其(qi)他渦街(jie)流量計(ji)也可參(can)照。

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