一、概述

    旋渦流量計(jì)，又稱渦街流量計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)，量程范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，被稱為目前最有發(fā)展前途的速度式流量?jī)x表，因此有著廣泛的應(yīng)用。旋渦流量計(jì)的種類很多，但其基本原理都是利用流體自然振動(dòng)原理制成的一種旋渦分離流量計(jì)。當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的物體時(shí)，若該物體的幾何尺寸適當(dāng)，則在物體的后面沿兩條平行的直線產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的旋渦列。旋渦的個(gè)數(shù)，即旋渦頻率與流速成正比。因此，通過測(cè)量其旋渦頻率，就可知道流體的流速，測(cè)量出流體流量。檢測(cè)產(chǎn)生旋渦的技術(shù)不同，派生出多種旋渦（渦街）流量計(jì)，如：壓電式、電容式、熱阻式、超聲式、光電式等旋渦流量計(jì)。

    二、測(cè)量范圍和低流速測(cè)量特性存在的不足

    目前流量?jī)x表開發(fā)的重點(diǎn)是在保證精度的條件下，儀表的可測(cè)量范圍和在低流速條件下的測(cè)量特性。旋渦流量計(jì)主要是以壓電式和電容式為主，同孔板等速度式儀表相比，在測(cè)量范圍和低流速測(cè)量特性上有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。例如：測(cè)量范圍，旋渦流量計(jì)為：1:20左右；孔板流量計(jì)為：1:3左右?？装?a href="http://j3l.com.cn" target="_blank" class="autolink">流量計(jì)受差壓變送器不易測(cè)量微差壓的限制，在測(cè)量低流速介質(zhì)時(shí)，不能勝任對(duì)流量的準(zhǔn)確測(cè)量。旋渦流量計(jì)（壓電式和電容式）在現(xiàn)場(chǎng)介質(zhì)流速處于低流速0.4米/秒時(shí)（液體介質(zhì)），流量計(jì)處于測(cè)量的臨界狀態(tài)（甚至于不能測(cè)量）。這極大的限制了旋渦流量計(jì)在更大范圍內(nèi)的使用。

    三、原因分析及解決方案探討

    我們知道：壓電式旋渦流量計(jì)（以此類儀表為例）對(duì)旋渦的測(cè)量是通過測(cè)量介質(zhì)流過在儀表中安裝的有規(guī)則柱體時(shí)產(chǎn)生的旋渦力，該力作用于柱體內(nèi)安裝的壓電晶體所產(chǎn)生的壓電信號(hào)。該信號(hào)的大小同旋渦力的大小及壓電機(jī)晶體同柱體的耦和程度有著密切的關(guān)系。

    我們知道旋渦力有如下的公式：F=KρdV²
    F：旋渦力 K：比例系數(shù)（不變）ρ：介質(zhì)密度（不變）
    d：柱體迎流面寬度（可變） V：介質(zhì)流速（可變）

    由公式可知解決的方案1：
    增大迎寬度d的尺寸，但d/D應(yīng)小于0.281（D為旋渦流量計(jì)的公稱尺寸）

    解決的方案2：

    采取旋渦流量計(jì)縮徑的方式增大流經(jīng)儀表的流速。

    例如：在DN100的管線使用DN80的流量計(jì)（相對(duì)縮徑）對(duì)比DN100的流量計(jì)：管線流速的1.5625倍。此時(shí)F增大了1.95倍。

    F_（DN80）=KρdV²=K_ρ（0.8d）（1.252V）²          d、V為DN100流量計(jì)的迎流面寬度和流速

    由上式可知：F_（DN80）/F_（DN100）=0.8×1.5625²=1.95（此時(shí)不考慮壓電晶體同發(fā)生體的安裝方式）

    解決的方案3：

    改變對(duì)旋渦產(chǎn)生的檢測(cè)方式：

    我公司自行開發(fā)和生產(chǎn)的光電式旋渦流量計(jì)采用新型的旋渦產(chǎn)生和光電檢測(cè)技術(shù)，可使儀表在0.1米/秒時(shí)可靠的工作?？蓽y(cè)量流量范圍擴(kuò)大到1:40以上。

    結(jié)束語(yǔ)：

    綜上所述，擴(kuò)大儀表的可測(cè)量范圍和增強(qiáng)儀表的低流速測(cè)量特性可以采用各種各樣的方法，從根本上解決的最好方法是開發(fā)新型的旋渦檢測(cè)器，例如我公司開發(fā)的超聲波氣體旋渦流量計(jì)已將傳統(tǒng)旋渦流量計(jì)的可測(cè)量范圍從1:15提高到1:50以上；低流速測(cè)量從5米/秒啟動(dòng)測(cè)量已降為1.2米/秒啟動(dòng)測(cè)量。更加滿足了現(xiàn)場(chǎng)的使用狀況，擴(kuò)大了儀表的適應(yīng)性和應(yīng)用領(lǐng)域。