1 理论分析

1.1 旋进漩涡流量计结构组成和工作原理旋进漩涡流量计由漩涡发生器、壳体、流量积算仪、检验元件、消旋器组成，其工作原理如图 1所示。在流体经过漩涡发生器后，发生器的螺旋叶片会迫使流体围绕发生器产生剧烈旋转，从而使流体产生一个切向速度，形成漩涡。当流体进入扩散段时，漩涡流受到回流的作用，开始作二次旋转，形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比，不受流体物理性质和密度的影响，检测元件测得流体二次旋转进动频率，就可得出流量，而且能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。

1.2 模型分析

本文采用负压音速喷嘴气体流量标准装置，根据质量守恒，通过负压音速喷嘴气体流量标准装置的流量为

（1）

式中：A * ——标准装置的喷嘴喉部面积；C * ——标准装置的喷嘴临界流函数；C d ——标准装置的喷嘴流出系数；p 0 ——标准装置喷嘴前滞止压力；p ——被检流量计处压力；T——被检流量计温度；R u —— 通 用 气 体 常 数；Z—— 气 体 压 缩 系数；M——气体摩尔质量；T 0 ——标准装置处温度。仪表系数 K 的计算公式为

（2）

式中：N——检定时脉冲数；t ——检定时间；p a ——检定时大气压力。相对误差为

式中：E——相对误差；K——检定过程中计算的仪表系数；K 0 ——流量计原始仪表系数。

由式（1）、式（2）、式（3）可知，旋进漩涡流量计仪表系数 K 与被检流量计处压力 p 成正比，被检流量计处压力越大，该流量计的仪表系数K 就越大，而流量计的相对误差 E 由仪表系数 K 计算所得，因此取压位置对旋进漩涡流量计相对误差有较大影响。

 

2 试验分析

分别在旋进漩涡流量计不同位置取压，对其进行检定试验，根据试验结果做进一步详细分析。JJG1121—2015《旋进漩涡流量计检定规程》对旋进漩涡流量计的取压位置没有明确要求，为此笔者梳理了不同检定规程对取压位置的要求作为本次试验取压位置的参考（见表 1）。

由表 1 可知，不同类型流量计的取压位置基本集中在表体、表前 10D 或表后 10D 以内，因此本次试验选取表体处、表后 5D 处、表后 10D 处、表前5D 处、表前 10D 处 5 个取压位置进行试验。试验流量计选用某品牌的旋进漩涡流量计，其流量范围为（2.5~30） m 3 /h、准确度等级为 1.5 级，标准器采用准确度等级为 0.3 级的音速喷嘴式气体流量标准装置，检定依据为 JJG 1121—2015。分别在 2.5 m 3 /h、6 m 3 /h、15 m 3 /h、30 m 3 /h 4种流量工况下对上述 5 个取压位置进行试验。试验时，系统运行时间为 60 s，大气压力为 97.1 kPa，环境温度为 21.9 ℃，相对湿度为 54%，每种工况下各操作 3 次后取平均值，试验数据如表 2 所示。

 

对表 2 数据进行分析，获得旋进漩涡流量计在不同取压方式下的相对误差曲线，如图2 所示。

由图 2 可知：

（1）下游表后取压时，流量计相对误差为负值；上游表前取压时，流量计相对误差为正值；表体取压时，流量计小流量时相对误差为正值，大流量时相对误差为负值。

（2）表体取压时流量计相对误差#小，下游表后取压次之，上游表前取压流量计相对误差#大，且随着流量的增大，其差异也变得越大。流量为

30 m 3 /h 时，在表前 10 D 处取压的相对误差比表体取压的相对误差高 5.23%，远远超出检定规程要求。

（3）越靠近表体位置取压，其相对误差与表体取压时的检测结果越接近。

3、结束语

在旋进漩涡流量计日常检定过程中，尽量采取表体取压孔取压，若无表体取压孔或因外界因素无法在表体取压孔取压时，则应选取靠近表体的下游位置取压，这样测得的结果更接近真实数据。