蒸汽測(cè)量領(lǐng)域中渦街流量計(jì)和孔板流量計(jì)一直是選用*多的儀表，孔板流量計(jì)是應(yīng)用*早、使用*廣的流量?jī)x表， 經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展，孔板流量計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)，可以不經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定就確定其測(cè)量不確定度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于復(fù)制，通用性強(qiáng)，價(jià)格低廉，獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)是線性差，量程比（范圍度）小，重復(fù)性不高，準(zhǔn)確度因受諸多因素影響也不高，壓損較大，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件高，要求的上游直管過長(zhǎng)（一般至少10D—20D），由于使用條件下易積污和易被磨損，所以流出系數(shù)也不穩(wěn)定。目前，通過使用智能型寬量程差壓變送器、智能通訊協(xié)議以及采用流量計(jì)算機(jī)實(shí)施對(duì)流出系數(shù)、可膨脹性系數(shù)、流體密度進(jìn)行計(jì)算，流量范圍有了較大的擴(kuò)展。

渦街流量計(jì)現(xiàn)在使用*多的是應(yīng)力式渦街流量計(jì)，其于20世紀(jì)70年代末期研制成功，是利用壓電元件的壓電效應(yīng)和T形發(fā)生體實(shí)現(xiàn)流量側(cè)試。常用的壓電材料分為壓電晶體和壓電陶瓷兩大類，由于壓電陶瓷具有壓電系數(shù)大、工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，它把傳感器受到的力以應(yīng)力形式作用在壓電晶體元件上，轉(zhuǎn)換成交變的電荷信號(hào)，經(jīng)電荷放大、濾波、整形后得到旋渦頻率信號(hào)。壓電傳感器響應(yīng)快、信號(hào)強(qiáng)、工藝性好、制造成本低、與測(cè)量介質(zhì)不接觸、可靠性高。儀表的工作溫度范圍寬，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性較高，它是目前渦街流量計(jì)的主要產(chǎn)品類型。其主要缺點(diǎn)是它對(duì)管道振動(dòng)較敏感，測(cè)量對(duì)象有較強(qiáng)的振動(dòng)時(shí)*好不用，另外電磁干擾對(duì)它也有影響，須做好電磁屏蔽。

飽和蒸汽流量測(cè)量在80年代人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，但從流量?jī)x表發(fā)展?fàn)顩r來看，孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣；人們對(duì)它的研究也*充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)*完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測(cè)量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導(dǎo)壓管、三組閥及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1，對(duì)流量波動(dòng)較大易造成測(cè)量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計(jì)的壓力損失較小，量程范圍寬，對(duì)飽和蒸汽測(cè)量量程比可達(dá)30比1。因此，隨著渦街流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的成熟，渦街流量計(jì)的使用越來越受到人們的青睞。

1、渦街流量計(jì)的測(cè)量原理

渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用下式表示：

f=Stv/d

式中：f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14～0.27。St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f(1/Re)。

當(dāng)雷諾數(shù)Re在102～10^5范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測(cè)量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102～10^5，旋渦頻率f=0.2v/d。

由此可知，通過測(cè)量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中，A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。

當(dāng)旋渦在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，利用壓電傳感器測(cè)出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉(zhuǎn)換為電的頻率信號(hào)，再將頻率信號(hào)進(jìn)行放大和整形，輸出到二次儀表，進(jìn)行累積、顯示。

2、渦街流量計(jì)的應(yīng)用

2.1 渦街流量計(jì)的選擇

2.1.1 渦街流量變送器的選擇

我公司在飽和蒸汽測(cè)量中采用合肥儀表總廠生產(chǎn)的VA型壓電式渦街流量變送器，由于渦街流量計(jì)量程范圍寬，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般主要考慮測(cè)量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計(jì)的下限，也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。

2.1.2 壓力補(bǔ)償壓力變送器的選擇

由于飽和蒸汽管路長(zhǎng)，壓力波動(dòng)較大，必須采用壓力補(bǔ)償，考慮到壓力、溫度及密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)量中只采用壓力補(bǔ)償即可，由于我公司管道飽和蒸汽壓力在0.3～0.7MPa范圍，壓力變送器的量程選擇1MPa即可。

2.1.3 顯示儀表選擇

顯示儀表智能流量顯示儀，具有溫壓補(bǔ)償、瞬時(shí)流量顯示和累積流量積算功能。

2.2 渦街流量計(jì)的參數(shù)設(shè)定

2.2.1 儀表系統(tǒng)的設(shè)定，合肥儀表總廠需設(shè)定的儀表系數(shù)K可用下式表示：

K=1000/K0

式中：K0為渦街發(fā)生體在出廠時(shí)標(biāo)定的儀表常數(shù)，L/脈沖；K的單位為脈沖數(shù)/m3。

2.2.2 壓力補(bǔ)償壓力變送器的量程設(shè)定。

2.2.3 壓力、流量報(bào)警上限設(shè)定。

2.3 渦街流量計(jì)的安裝

2.3.1 渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方，振動(dòng)存在的地方必須采用減振裝置，減少管道受振動(dòng)的影響。

2.3.2 直管段的配置，前后直管段要滿足渦街流量計(jì)的要求，所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致。

2.4 渦街流量計(jì)使用注意事項(xiàng)

盡量減少管道內(nèi)汽錘對(duì)渦街發(fā)生體的沖擊。振動(dòng)較大而又無法消除時(shí)，不宜采用渦街流量計(jì)。

3、結(jié)束語

渦街流量計(jì)在我公司投入使用后，克服了原孔板流量計(jì)諸多不足，對(duì)飽和蒸汽的測(cè)量更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定，維護(hù)又方便，但值得注意的是測(cè)量飽和蒸汽流體流速不得低于5m/s，否則，流量計(jì)量值會(huì)偏低。