采用现场试验的方法，发现对涡街流量计在水、空气、蒸汽3种不同介质下检定仪表系数存在规律性偏差，得出各种流 体介质与涡街流量计仪表系数产生影响。

0.引言

为了解决蒸汽流量量值溯源的问题，用于蒸汽流量计标定的 实验装置按照标定使用的介质可分为三类。一类是以蒸汽为介质 的蒸汽实流标准装置，这种装置的检测条件与表计使用的工况条 件最为相近，但由于该装置设计要求高、检测成本高等特点，目前 使用很少。第二类是以水为介质的液体流量计量标准装置，此类 装置精度高，但是与蒸汽的实际工况条件相差较大。第三类是以 空气为介质的气体流量标准装置。

目前国内外普遍采用后两类装置替代蒸汽实流装置对蒸汽 流量仪表进行标定，但这两种方法无法模拟蒸汽流量计实际的工 况条件。利用计量标准装置对涡街流量计开展了水、空气、蒸汽3 种不同介质的比对测试实验，并从涡街流量计漩涡产生机理出发， 利用流体力学及卡门涡街原理，结合蒸汽独特的热力学性质，对涡 街流量计在3种不同介质下仪表系数存在规律性偏差实验结论进 行了解释，得出各种流体介质与涡街流量计仪表系数的关系。

1涡街流量计的原理

涡街流量计是根据“卡门涡街”原理研制成的流体振荡式流 量测量仪表。在测量管道流动的流体中插入一根其轴线与流向 垂直的非流线型柱形体，称之为旋涡发生体。当雷诺数达到一定 值时，从旋涡发生体两侧交替地分离出两串规则地交错排列的旋 涡。在满足雷诺数要求时，旋涡分离产生的频率仅仅只与旋涡发 生体及所在的测量管道的几何尺寸有关。旋涡的分离产生的频率 于流量的大小成正比。涡街流量计的原理如图1所示。

经过推导，流体的体积流量Q与漩涡频率f符合下面公式： Q= f/K

式中：K为流量计的流量系数。在一定雷诺数范围内仪表系 数K为常数，流量Q与漩涡频率f成线性关系。因此，只要检测出 频率f值，就能通过相应的公式求得体积流量Q的值。

2.实验装置简介

本次试验我们共采用的三套装置，分别为国家蒸汽流量站蒸 汽实流标定装置和我所的负压法音速喷嘴气体流量计量标准装 置和质量法水流量计量标准装置。其中冷凝称重法蒸汽流量标准 装置，以过热及饱和蒸汽作为检定介质，将通过蒸汽流量仪表的 蒸汽进行冷凝称重的原理，对蒸汽流量仪表进行实流标定。扩展 不确定度为0.1%(k=2)，检定流量范围为(2.5〜10000)kg/h。 音速喷嘴气体流量标准装置是以空气为介质的流量检测装置， 设计依据JJG620-199《临界流流量计》、《临界流文丘里喷嘴气 体流量装置的测量》、JJG619-2005《标准表法流量标准装置》等。 扩展不确定度为0.25%(k=2),检定流量范围为(2.5〜6500) m3/h。 静态质量法水流量标准装置，扩展不确定度为0. 1%(k=2)，检定 流量范围为(0.28〜1200)m3/h。

3.实验方案

将一台准确度等级符合1. 0级脉冲输出、仪表线性和重复性 较好的50mm 口径涡街流量计样机，分别在蒸汽、水、空气三种流 量标准装置上进行标定实验。前后直管段符合检定规程要求，前 直管段大于10倍公称通径（10DN)、后直管段大于5倍公称通径 (5DN)，依次从最小流量qmi„、分界流量屯、最大流量qmax的25%、 40%、70%和100%,共计6个流量点，每个流量点重复检定3次， 每次检定60s。分别计算其仪表系数、线性误差、重复性误差数 据，比较在不同介质的检定装置下测量数据差异和联系。

4.实验数据

按照涡街流量计的检定规程对该试验样机各流量点进行调 节、检定，在3套不同介质的检定装置下的实验的仪表系数、线性 度、重复性如下表1所示，流量曲线关系如图2所示。

由实验数据图可以看出，发现仪表系数偏差的正负方向上基 本相同。涡街流量计在空气、水、蒸汽三种不同介质的仪表系数存

有差异且差异还是比较明显的，在其流量范围内仪表系数依次减 小。综合实验数据来看，空气测定的仪表系数值比水为介质测量 仪表系数值偏大在(0. 5〜1.4) %之间的数值，比蒸汽条件下测 量的仪表系数偏大(1.6〜2.0)%之间的数值。

5.实验结论

通过标定实验，发现涡街流量计在蒸汽、水、空气3种不同介 质下，其主要计量性能如仪表系数、线性误差和重复性误差会有 所差别，具体表现为：（1)在小流量qmin时，以蒸汽为标定介质， 此时的仪表系数最小，此时由于受蒸汽的温度的影响，造成仪表 系数偏小。（2)随流量的逐渐增大，以空气为标定介质的仪表系数 变化逐渐增大且变化率最快，蒸汽介质的仪表系数变化次之，以 水为介质的仪表系数变化最小。