一、涡街流量计的工作原理
涡街流量计的核心理论基础是“卡门涡街”现象。当流体在管道中流经一个非流线型的旋涡发生体(通常为三角柱)时,流体在发生体两侧交替分离,形成两列旋转方向相反、非对称排列的旋涡,即卡门涡街。
1、频率与流速的关系
在一定的雷诺数范围内,旋涡的释放频率f与流体流过旋涡发生体的平均速度v成正比,与发生体特征宽度d成反比,可用公式表示为f = Sr·v / d,其中Sr为斯特劳哈尔数(无量纲)。当雷诺数Re处于2×10⁴~7×10⁶范围内时,Sr值约为0.2,基本保持常数,此时旋涡频率与流速呈良好的线性关系。因此,通过检测旋涡频率即可计算流体平均流速,进而求得流量。
2、检测方式与仪表系数
旋涡的交替分离会在发生体两侧产生交替变化的压力差。检测元件(如压电传感器、电容传感器或热敏传感器)将此压力变化转换为电脉冲信号,输出频率与流量成正比的脉冲信号。仪表系数K(单位:脉冲数/升)由标定确定,流量Q与输出频率f之间的关系为Q = f / K。
二、涡街流量计检定规程
涡街流量计的检定依据国家计量检定规程JJG 1029-2007。该规程于2007年8月21日发布、11月21日正式实施,适用于涡街流量计的型式评价、首次检定、后续检定和使用中检验,替代了原JJG 198-1994《速度式流量计》中涡街流量计部分。
1、检定条件与检定项目
检定需在规定的流量标准装置上进行,装置及配套仪表须持有有效的检定或校准证书。规程详细规定了测量气体和液体两类介质时各自适用的检定介质条件。主要检定项目包括:随机文件与外观检查、密封性试验、示值误差检定和重复性检定。示值误差检定时,每个流量点的检定次数不应少于3次;对于型式评价和准确度等级为0.5级的流量计,每个流量点检定次数不应少于6次。相对示值误差按公式 E =(示值流量 − 标准流量)/ 标准流量 × 100% 计算。
2、检定周期
规程规定涡街流量计的检定周期一般不超过2年。在强制检定场景下(如贸易结算、安全防护、环境监测),周期一般不超过2年,若使用条件苛刻(高温、腐蚀性介质等),可缩短至1年。对于非强制的企业自用场景,一般工业流程可2~3年校准一次,关键工艺控制场合建议1年一次。
3、检定结果处理
检定合格的流量计由检定单位出具检定证书;不合格的出具检定结果通知书。对于使用K系数的流量计,检定证书中应包含检定前后的仪表系数信息,以便用户进行系数修正。
涡街流量计凭借无可动部件、压力损失小、量程比宽等优势,在工业流量测量中占据重要地位。深入理解其工作原理并严格执行检定规程,是保障流量计长期稳定运行和计量准确的基础。