一、渦街流量計測量下限的核算

對于智能渦街流量計的測量下限，應(yīng)引起足夠重視的是：當(dāng)流量低于下限時，渦街流量計將指示為零，已不能反映流量的變化趨勢。因此，在工程應(yīng)用中，應(yīng)考慮足夠低的測量下限余量。渦街流量計的測量下限由雷諾數(shù)、二次部件信號處理系統(tǒng)的增益及抗干擾能力、頻帶寬度、抗震性能認(rèn)證指標(biāo)及現(xiàn)場振動強度等因素共同制約，必須對上述因素分別進(jìn)行核算，并將核算結(jié)果中的非常大值作為流量計測量下限使用，即實際測量下限：

需注意，與其他模擬式原理的流量計不同的是，渦街流量計是以計量漩渦數(shù)量測量流量，是通過信號頻率而非信號強度提取瞬時流量信息，因此，常見的通過 (4 ～ 20)mA 輸入通道進(jìn)行小信號截除以穩(wěn)定零點的措施，通常是無效的。零點的穩(wěn)定，主要取決于渦街流量計的抗干擾能力。

 

1. 雷諾數(shù)限制的流量下限的核算

通常情況下，上限流量對應(yīng)的雷諾數(shù)無需考慮，主要需對下限流量的雷諾數(shù)進(jìn)行計算，在計算結(jié)果低于制造商標(biāo)稱的雷諾數(shù)下限時，流量計不可選用。

 

雷諾數(shù)下限導(dǎo)致的流速測量下限計算見式（1）：

式中：Vmin1——基于雷諾數(shù)限制的工況流速下限，m/s；Rd min——為保證標(biāo)稱準(zhǔn)確度，所需非常小雷諾數(shù)；μ——流體在工況下的動力黏度，cP 或 mPa·s；ρ——流體工況密度，kg/m3；D——管道內(nèi)徑，mm。對 于 黏 度 高 于 1cP 的 液 體 流 量 檢 測 或 小 于DN40 的小口徑規(guī)格的選用，應(yīng)不可省略雷諾數(shù)下限的核算。

 

2. 基于信號處理系統(tǒng)的增益及抗干擾能力進(jìn)行流量下限的核算

由于渦街信號強度與流體密度成正比、與流體流速的平方成正比，隨流量減小，渦街信號的強度以二階關(guān)系急劇減弱。對于低密度流體（如氣體），信號更加微弱，在小流量時需要信號處理系統(tǒng)提供足夠的增益 ( 放大倍數(shù) )，并且應(yīng)確保小流量時的微弱信

號能夠在各類現(xiàn)場干擾下依舊得以正確地辨識，否則會將干擾信號頻率誤識為流量信號，產(chǎn)生無法預(yù)計的測量誤差，導(dǎo)致測量失敗。式（2）給出基于信號處理系統(tǒng)的增益及抗干擾能力的測量下限的核算：

式中：Vmin2——基于信號處理系統(tǒng)增益及系統(tǒng)抗干擾能力的流速下限，m/s；C——常數(shù)，由信號處理系統(tǒng)的增益及抗干擾能力共同決定 , 各產(chǎn)品存在明顯差異；ρ——流體工況密度，kg/m3。

 

3. 基于信號處理系統(tǒng)的頻帶限制導(dǎo)致的流速測量下限 Vmin3

信號系統(tǒng)的低端頻響限制，直接限制測量下限，常見產(chǎn)品樣本分別給出各口徑規(guī)格在測量液體、氣體、蒸汽時的流速下限，可直接引用，但切不可與抗干擾能力確定的下限混淆。

 

4. 基于抗震性能認(rèn)證指標(biāo)及現(xiàn)場振動強度的流速測量下限的核算

該方面導(dǎo)致的流速測量下限見式（3）：

式中：Vmin4——基于抗震性能認(rèn)證指標(biāo)及現(xiàn)場

管道振動強度的流速下限，m/s；V0——認(rèn)證時的流速下限，m/s；VIf——預(yù)計的現(xiàn)場管道振動干擾強度，g；ρ0——認(rèn)證時的流體工況密度，kg/m3；VI0——認(rèn)證的抗振動干擾強度性能，g；ρ——現(xiàn)場流體工況密度，kg/m3。

 

二、渦街流量計測量上限的核算

渦街流量計的測量上限，同時受限于信號處理系統(tǒng)高端頻響、渦街發(fā)生體及傳感器的結(jié)構(gòu)承受能力、工藝要求的壓力損失極限。在流量超過信號處理系統(tǒng)頻響范圍上限時，渦街流量計很可能出現(xiàn)流量越大，指示越小的“倒走”現(xiàn)象，產(chǎn)生難于預(yù)測的誤差。在流量超出渦街發(fā)生體及傳感器的結(jié)構(gòu)承受能力的上限時，易出現(xiàn)傳感器壽命縮短，甚至發(fā)生體或傳感器斷裂的現(xiàn)象，威脅下游設(shè)備的安全。過高的流速可能導(dǎo)致壓力損失超過工藝要求的限制，影響生產(chǎn)。流量計非常高壓力損失計算可采用式（4）進(jìn)行：

式中：ΔP——流量計產(chǎn)生的yongjiu壓力損失，kPa；Cd——渦街流量計阻力系數(shù)，由其結(jié)構(gòu)決定；V——流體工況流速，通常取非常高流速，m/s；ρ——流體工況密度，kg/m3。

 

制造商在產(chǎn)品樣本中通常已給出各口徑規(guī)格流量計對于液體、氣體、蒸汽的測量上限流速，可直接采用。

三、其他需關(guān)注的問題

1. 在對氣體進(jìn)行測量范圍核算時，切勿混淆工況體積與標(biāo)況體積，以免核算結(jié)果嚴(yán)重偏離，致使流量計口徑規(guī)格選擇錯誤。

 

2. 大口徑 / 低流速的應(yīng)用問題。由于 K 系數(shù)與

渦街流量計流通管內(nèi)徑成反比，對于相同流速，呈現(xiàn)口徑規(guī)格越大，渦街頻率越低的規(guī)律。在選用 DN200及以上口徑規(guī)格的滿管式渦街流量計時，可能出現(xiàn)渦街頻率與流速波動頻率相近甚至相同的情形，致使渦街頻率難以正確識別，產(chǎn)生難以接受的測量誤差，這種情形出現(xiàn)的概率隨口徑規(guī)格的增大及流速的降低而升高，因此更易出現(xiàn)在大口徑液體檢測的應(yīng)用之中，這正是大多數(shù)制造商不生產(chǎn) DN300 以上規(guī)格滿管式渦街流量計的原因。在選用 DN300 以上口徑滿管式一體式溫壓補償渦街流量計時，應(yīng)向制造商了解應(yīng)用的限制情況。

 

四、結(jié)論

以上僅對渦街流量計選型過程中上 / 下限的核算提出了基本思路和方法，在實際工程應(yīng)用中，還需要工程技術(shù)人員對渦街流量計的準(zhǔn)確度、性價比、使用成本、安裝條件（包括機械振動）以及技術(shù)支持等做更深入的分析。