涡街流量计仪表常数与流体流速的关系及分段补涡街流量计仪表常数与流体流速的关系及分段补偿，通过对涡街流量计的仪表常数随着流速的变化而略有起伏这个规律的观察与总结，建立数学模型，并根据这个数学模型，可以在不同的流速段对仪表常数做适当的补偿，可以提高涡街流量计的计算精度，该方案通过单片机809C51实现。根据多年的应用经验以及大量的现场数据，我们发现涡街流量计的仪表常数与流体的流速存在一定的关系，本文通过寻找涡街流量计仪表常数与流体流速的关系，建立了两者的数学模型，在流量计算时对它进行补偿，提高了计算精度。1.1涡街流量计的工作原理涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计，即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体(涡街流量传感器中称之为漩涡发生体)，就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡，即卡门涡街其漩涡频率正比于流体速度:1.2涡街流量计的特点(1)输出的信号是与流速成正比的脉冲信号，便于数据处理和计算机联网。(2)量程范围宽，精度高。(3)无可动部件，可靠性较高，结构简单，便于安装维修。(4)检测元件与被测介质不直接接触，不受流体的化学性质影响，应用范围宽，寿命长。(5)抗干扰能力强，容易进行流量计算，不受流体物理性质的影响，给仪表的标定和使用带来了方便。2误差的产生及补偿2.1非线性误差的产生由于涡街传感器所测的并不是平均流速，而是漩涡发生体两侧的流速。对于湍流状态，不同的雷诺数下，流速分布规律是不同的，即不同的流速下具有不同的流速分布，进而说明了涡街流量传感器检测到的主要反映漩涡发生体两侧的流速，与管道平均流速的关系不是确定的。这说明涡街流量传感器的非线性误差是其检测机理所决定的。在实际使用时，先绘出传感器的仪表常数与流体流速的试验曲线，据此得到不同流速段的实际仪表常数。本文应用MCS251单片机系列的89C51将试验曲线事先固化于流量计的EPROM中，用户结合现场具体工作情况通过键盘输入平均仪表常数KP的值(KP=(Kmax+Kmin)/2)，实现了涡街传感器的非线性修正。2.2仪表常数与流体流速的关系及分段补偿我们知道涡街流量计频率与流量成正比，理论上讲，涡街流量计输出频率与流速成正比，也就是说仪表常数恒定。实际上，由于流量计本身的因素导致两者之间存在一定程度的非线性误差。鉴此，我们做出了一条仪表常数与流速的实验关系曲线，如图1所示。图中各点坐标分别为A(Vmin，1.0049KP)，B(15%Vmax，0.997KP)，C(30%Vmax，0.992853KP)，D(50%Vmax，0.994883KP)，E(75%Vmax，KP)，F(Vmax，KP)。针对这种误差规律，我们采取分段补偿的方式进行误差修正。由图1可以看出，随着流速的降低，曲线偏离平均值越大，对此我们采用的方法可以达到两个目的:(1)无论偏差值多大，只要它有规律可循，就可补偿修正，还可以把流量的下限即Vmin在坐标上向左移动，即扩大传感器的量程。(2)根据精度要求合理划分区间，在误差大的低流速区间线段取密一些，在误差小的高流速区间可适当将区间放宽。为了满足修正后非线性误差在0.3%以下的要求，我们根据理论分析和曲线规律，分别在12%Vmax、60%Vmax处增加两点(见图2)，坐标分别为G(12%Vmax，KP)，H(60%Vmax，0.998KP)。理由:①Vmin/Vmax=8%~9%;②DE曲线间无拐点且下凹;③AB曲线间无拐点且下凹。这样，把整个流速范围分成了六段，如表1。这样处理后，可修正非线性误差在0.3%以下。2.3补偿后非线性误差计算及验证表2为补偿后各段仪表常数的非线性误差计算值。下面用某厂生产口径为Dg80的涡街流量计为例验证补偿效果(产品编号:04150)。表3为原始检测数据.2.4计算流量瞬时流量计算公式:3系统的实现3.1系统可以实现的功能(1)以89C51为元件，X25045存储数据。(2)采用82C79单片机，可以同时显示瞬时流量(4位)以及累积流量(6位+2位幂数)，其显示单位为体积流量。(3)具有掉电检测、保护功能(HT7044监测电压)，掉电后数据存入X25045中。(4)具有看门狗功能。(5)采用键盘输入，输入内容包括:仪表常数、瞬时流量上限、瞬时流量下限等。3.2主要程序模块(1)主程序。(2)定时器中断服务程序。(3)键盘中断处理子程序。(4)掉电处理子程序。(5)25045读/写状态寄存器子程序。(6)瞬时流量计算程序SSJS。(7)累积流量计算程序LJJS。(8)量程判别子程序CSDS。用单片机89C51验证了误差补偿的数学模型，并实现了智能涡街流量积算仪的设计，通过对仪表常数的修正使系统的精度有很大的提高，可以使涡街流量积算仪达到0.5级标准，采用89C51单片机使系统的稳定性和快速性都得到了提高，82C79的键盘显示接口芯片，代替单片机完成键盘和显示器的许多接口操作，X25045可以将数据实时存储起来，系统软硬件设计合理、可行，具有工程实用价值。涡街流量计在测量过程中精度降低的原因所在：1）管道流速不均或者管道内的流体分布不均造成的计量误差。气中夹藏固体，能够有沉积物，非流线体能够受腐蚀，需要在管道前加过滤器。气中夹藏液体，管道里有液体沉积物，需要在进表前加除液的设备，对于一些受季节温度影响易产生液体沉积物的介质，需要伴热系统来提高值，以避免出液体沉积物析出。2）流体介质密度的计量的影响。涡街流量计工况下的体积流量与检测对象的密度、温度、压力等参数无关，但是结果要求是质量流量（液体或蒸汽），或者要求是标况下的流量（气体），介质的密度参数需要参与计算。此时密度参数的正确与否对于计量精度而言显得尤为关键。实际工况与设计工况相比发生较大的改变时，或者工艺介质发生改变的时候，要对密度参数进行修正，否则会影响计量值。3）外界振动对涡街流量计产生的计量误差。涡街流量计一次表安装处的管道振动会影响计量精度。安装涡街流量计的时候在仪表的前后段加支撑或者夹持，并且在支撑或者夹持与管道的接触面上加上一定厚度的橡胶板以减少震动的影响。从涡街流量计的工作原理来看，在管道振动较大的场合，选型时选择合适的检测方式也能有效避免振动影响。4）安装时涡街流量计前后直管段长度低于安装要求计量误差。涡街流量计直管段要求根据其安装管道是否存在弯管或者变径而各不相同，一般情况下仪表安装点如无弯管或者变径保证上游40D下游20D就能满足要求，确保测量精度。对于一些受现场因素影响无法提供有效直管段的，需要选择涡街流量计内部有缩径设计涡街流量计，可以降低安装时仪表上下游直管段的要求。5）温压补偿造成的计量误差。一些气体或者蒸汽需要现场进行温压补偿，对于温压补偿是分体的涡街流量计，在安装温度和压力测量件时，涡街流量计厂商，需要注意流体的流向，安装的测量件不能产生漩涡影响测量。在涉及到供方和收方的关联结算的时候，对于气体介质如果终的测量结果为标准体积，此时的温度和压力对计量精度的影响很大，涡街流量计公司，这种状况下测量结果不仅要考虑到介质从供方到收方的压力损失，还要考虑到环境温度的影响，比如一边油伴热，一边没伴热等。对于测量介质为蒸汽的，首先在参数设置的时候要识别是饱和蒸汽还是过热蒸汽，选择合适的介质类型。如果现场进行温压补偿，必须同时保证压力和温度测量的准确性；如果补偿是在室内进行的，必须选择合适的补偿公式，并且供方和收方需要采用相同的补偿公式，另外在工况改变的时候，需要对实际工况进行核定，以便确定新的设计温度和设计压力，保证计量的准确。6）配管内径与流量计内径不一对计量精度的影响。涡街流量计在安装的时候要求仪表的内径无管道的内径一致，但是在实际情况下，涡街流量计和管道的口径由于所用的标准不一样，也会存在内径不一致的情况，当管道内径大于仪表内径时，如果两者之间的差值不超过涡街流量计内径的3%，对计量精度的影响小，在计量结果的允许误差范围以内。当管道内径小于仪表内径，且两者之差不超过流量计内径的2%时，会产生一定的计量误差，但是可通过调整仪表系数来修正。当管道内径与仪表内径相差较大，在设计选型的时候就应该选择合适的涡街流量计口径，如果在选型的时候无法解决，则需要通过对管道变径来与涡街流量计进行匹配。安装时需注意上下游直管段的要求。7）漩涡发生体污染的对计量精度的影响。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，从而改变漩涡发生体的几何体尺寸，从涡街流量计的测量原理可以此时漩涡发生体的迎流面宽度发生改变，对计量结果会有较大影响，严重时会导致涡街流量计无法工作。因此漩涡发生体被污染的时候能及时清理维护。这需要漩涡发生体能够在线拔插，或者管道有复线以便能及时消除信号发生体被污染的影响。1、涡街流量计不适宜安装在强振动的场合是应用者广为熟知的，但在磁场频繁变化的场合，涡街流量传感器会测出高于正常值的信号输出。实践证明，在无气体流动的现场，舟山涡街流量计，当涡街流量传感器处于变化的磁场中时在磁场变化的瞬间，涡街流量传感器会感应出一个错误信号而输出，当变化结束，仪表处于一个稳定的磁场时，仪表则会输出一个正常信号。2、焦炉煤气因出厂时温度高，湿度大，因此在气体输送过程中会有水分存在。气体流动带动水分往复波动，涡街流量计厂，从而形成脉动流。涡街流量传感器处于这种流体状态时输出数据忽大忽小，根本无法反映生产状况。3、由于焦炉煤气多杂质，易结晶，杂质凝结于传感头，从而造成计量失准。温度升高时，杂质挥发，灵敏度增加，信号增强；相反则降低。从而造成数据不稳定。4、仪表接线过程中压线不实，从而造成传输过程中信号的时断时续。5、仪表接地线不符合规范要求，从而使强电中的50Hz干扰进入，当正常信号高于50Hz时输出正常信号，反之则会输出错误信号。涡街流量计公司-欧百仪表科技有限公司-舟山涡街流量计由无锡欧百仪表科技有限公司提供。无锡欧百仪表科技有限公司是从事“水质分析仪,蒸汽流量计,电磁流量计”的企业，公司秉承“诚信经营，用心服务”的理念，为您提供更好的产品和服务。欢迎来电咨询！联系人：刘经理。)