一、概述

　　蒸(zheng)汽(qi)作為(wei)一(yi)種十分特(te)殊(shu)的介(jie)質，在流量(liang)(liang)計(ji)量(liang)(liang)過程(cheng)中會表現出特(te)殊(shu)的現象和問(wen)(wen)題(ti)。其中關鍵(jian)的問(wen)(wen)題(ti)是蒸(zheng)汽(qi)密(mi)度(du)值偏離設計(ji)值過多，給(gei)測(ce)(ce)量(liang)(liang)結(jie)果帶(dai)來的顯著的測(ce)(ce)量(liang)(liang)誤差，而目(mu)前階段技術成熟的密(mi)度(du)檢測(ce)(ce)儀表尚未成功(gong)應用，給(gei)蒸(zheng)汽(qi)流量(liang)(liang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)帶(dai)來一(yi)定的困難。

　　二、一次(ci)性補償實現(xian)方法

　　首先確(que)定蒸(zheng)汽(qi)的工作(zuo)參數(shu)—溫度和壓力，根據工作(zuo)參數(shu)確(que)定蒸(zheng)汽(qi)工作(zuo)狀(zhuang)態下(xia)的密(mi)(mi)度，將該密(mi)(mi)度作(zuo)為將來流(liu)量測量過(guo)程中蒸(zheng)汽(qi)的密(mi)(mi)度進行孔板計(ji)算。在(zai)工作(zuo)中不再對蒸(zheng)汽(qi)的實際變化進行補償或修正，這就是(shi)所謂的一(yi)次性計(ji)算補償法。

　　如果在運行中(zhong)，蒸(zheng)汽的(de)工作參(can)(can)數與設計時的(de)設定值保持一致，蒸(zheng)汽流量測(ce)(ce)量的(de)準確性是可以(yi)保證(zheng)的(de)。如果實(shi)際(ji)工作條件下參(can)(can)數有所偏(pian)離，甚至偏(pian)離很大(da)，則測(ce)(ce)量結果的(de)偏(pian)差(cha)就(jiu)可能很大(da)。

　　一(yi)次性補(bu)償方法，在(zai)自動檢測技術發展初(chu)期所采用的計(ji)(ji)量(liang)(liang)方式，測量(liang)(liang)結果誤(wu)差(cha)大，可作為粗略(lve)計(ji)(ji)量(liang)(liang)使用。這樣的設計(ji)(ji)手段在(zai)目(mu)前(qian)廣(guang)泛流(liu)行的流(liu)量(liang)(liang)節流(liu)裝置設計(ji)(ji)手冊中仍然(ran)在(zai)使用。

　　三、在線密(mi)度補償實現方法

　　隨著微電(dian)子技術(shu)在(zai)儀(yi)表(biao)中(zhong)的廣泛(fan)(fan)應用。儀(yi)表(biao)的計算(suan)功(gong)能(neng)(neng)、補(bu)償(chang)修正功(gong)能(neng)(neng)、累計功(gong)能(neng)(neng)、歷史數據存儲功(gong)能(neng)(neng)、數字濾波功(gong)能(neng)(neng)、輸出功(gong)能(neng)(neng)、數字通訊功(gong)能(neng)(neng)等等都能(neng)(neng)夠容易地實現。因此，在(zai)線密度補(bu)償(chang)己經成為蒸汽計量儀(yi)表(biao)一(yi)種(zhong)必(bi)不可少(shao)的基本(ben)功(gong)能(neng)(neng)而被廣泛(fan)(fan)的使(shi)用。

　　1、飽(bao)和蒸(zheng)汽在線(xian)密度補(bu)償。

　　飽(bao)和蒸汽的(de)溫度(du)與壓力之(zhi)間有著嚴格的(de)一一對應關系。飽(bao)和蒸汽的(de)密度(du)可(ke)以是(shi)其溫度(du)或者是(shi)其壓力的(de)單一函數。根據(ju)飽(bao)和蒸汽的(de)溫度(du)值(zhi)(zhi)或者是(shi)壓力值(zhi)(zhi)的(de)大小，通過查表法(fa)(fa)或公式計算(suan)法(fa)(fa)（IFC1967或IAPW-1997）可(ke)實(shi)時(shi)密度(du)值(zhi)(zhi)。

　　在流量(liang)測(ce)量(liang)中，可選(xuan)擇(ze)溫度(du)補償(chang)(chang)或壓力補償(chang)(chang)型渦街流量(liang)計實現(xian)。至選(xuan)擇(ze)帶有溫度(du)補償(chang)(chang)功能的渦街流量(liang)計即可。開啟(qi)流量(liang)計溫度(du)傳(chuan)感器，實時檢測(ce)所測(ce)蒸汽溫度(du)，從(cong)而對應密度(du)值(zhi)。

　　2、過熱(re)蒸汽在線密度補償

　　過(guo)熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)是將飽(bao)和(he)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)進行再加熱(re)(re)后獲得的(de)一(yi)(yi)(yi)種具(ju)有(you)特殊品質的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)。它打破了飽(bao)和(he)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)所固有(you)的(de)溫度(du)與(yu)壓力(li)(li)嚴格一(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)對應的(de)關系。在(zai)流量(liang)測量(liang)過(guo)程中可以(yi)將過(guo)熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)作為(wei)單一(yi)(yi)(yi)介質看待。過(guo)熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的(de)密度(du)是其溫度(du)和(he)壓力(li)(li)的(de)綜(zong)合(he)函(han)數。在(zai)渦街流量(liang)計(ji)訂購時要選擇溫度(du)、壓力(li)(li)補償型。在(zai)實際使用(yong)時，同時開啟溫度(du)、壓力(li)(li)傳感器實時測量(liang)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)溫度(du)、壓力(li)(li)值(zhi)，密度(du)值(zhi)可以(yi)根據過(guo)熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)密度(du)表或密度(du)計(ji)算公式準(zhun)確計(ji)算獲得。

　　四、渦街(jie)流量計實際(ji)應用的(de)中(zhong)的(de)密度補償(chang)

　　1、渦街流量(liang)計測量(liang)原理

　　渦(wo)街流(liu)(liu)(liu)量計(ji)是應用流(liu)(liu)(liu)體振蕩原理來(lai)測量流(liu)(liu)(liu)量的(de)(de)，流(liu)(liu)(liu)體在管(guan)道中(zhong)經(jing)過渦(wo)街流(liu)(liu)(liu)量傳感器時(shi)，在三(san)角柱的(de)(de)漩(xuan)渦(wo)發(fa)(fa)生體后上下交替(ti)產生正(zheng)比(bi)于流(liu)(liu)(liu)速的(de)(de)兩列旋渦(wo)，旋渦(wo)的(de)(de)釋放頻率(lv)與流(liu)(liu)(liu)過漩(xuan)渦(wo)發(fa)(fa)生體的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體平均速度及漩(xuan)渦(wo)發(fa)(fa)生體特征(zheng)寬度有關，可用下式(shi)表示：f=St?v/d

　　式中：f—旋渦(wo)釋放頻率，????????????

　　ν—流過漩渦發生(sheng)體的流體平均速度，m/s；

　　d—旋渦發(fa)生體(ti)特征寬度(du)，m

　　St—為(wei)斯特羅哈數，無量綱。

　　St的數(shu)(shu)(shu)值范圍(wei)為0.14-0.27。St是雷(lei)諾(nuo)數(shu)(shu)(shu)的函數(shu)(shu)(shu)，St=f（1/Re）。當雷(lei)諾(nuo)數(shu)(shu)(shu)Re在20000一7000000范圍(wei)內，St值約為0.2，因此，在測量(liang)(liang)中，要(yao)盡(jin)量(liang)(liang)滿足流體的雷(lei)諾(nuo)數(shu)(shu)(shu)在20000-7000000，旋渦頻率(lv)f=0.2v/d。

　　由此可知，通過測量(liang)旋渦頻率就可以計(ji)算出流(liu)(liu)過漩渦發生體的(de)流(liu)(liu)體平(ping)均速度(du)v，再(zai)由公式QV=vA可以求(qiu)得流(liu)(liu)量(liang)QV，其中，A為流(liu)(liu)體流(liu)(liu)過漩渦發生體的(de)截面積，得了體積流(liu)(liu)量(liang)公式：

　　QV=πD2df/4Sr

　　當(dang)旋渦在發生(sheng)體(ti)兩側產生(sheng)時(shi)，利用壓(ya)電(dian)傳感器測處于(yu)流(liu)體(ti)流(liu)向垂直(zhi)的(de)(de)交變(bian)升力(li)變(bian)化，將升力(li)的(de)(de)變(bian)化轉換為電(dian)的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)信(xin)號，再將頻(pin)(pin)率(lv)信(xin)號進(jin)行放大(da)和整形，輸出(chu)體(ti)積流(liu)量值到二次儀表，進(jin)行累積并顯示。

　　2、渦街流量計密度補(bu)償方法。

　　渦街流量(liang)計要(yao)實現(xian)在線密度補償，有(you)兩種(zhong)方(fang)式可實現(xian)。

　　一種(zhong)是(shi)通過(guo)(guo)分別安裝溫(wen)(wen)度、壓力儀(yi)表和智能積算儀(yi)與渦街(jie)(jie)流量(liang)計(ji)組合(he)實現流量(liang)在線溫(wen)(wen)壓補償(chang)，二是(shi)通過(guo)(guo)溫(wen)(wen)壓補償(chang)型渦街(jie)(jie)流量(liang)計(ji)來實現。

　　（1）渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)集成(cheng)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、壓(ya)力、頻(pin)率傳感器，以實現溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、壓(ya)力、頻(pin)率實時(shi)檢測(ce)。溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、壓(ya)力、頻(pin)率信(xin)號通(tong)過自身轉換(huan)器進行(xing)信(xin)號處理、補(bu)(bu)償(chang)(chang)運算(suan)，來減小測(ce)量(liang)(liang)(liang)誤差。在孔(kong)板流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)測(ce)量(liang)(liang)(liang)蒸(zheng)汽(qi)流(liu)量(liang)(liang)(liang)時(shi)，通(tong)常采用(yong)分別安(an)裝(zhuang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、和壓(ya)力儀表來進行(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)壓(ya)力補(bu)(bu)償(chang)(chang)可解決上述問(wen)題。但在渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)應用(yong)于蒸(zheng)汽(qi)計(ji)量(liang)(liang)(liang)中，不必那(nei)么麻煩，可通(tong)過選購(gou)集溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)、壓(ya)力補(bu)(bu)償(chang)(chang)功能于一體的(de)渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)完成(cheng)溫(wen)(wen)壓(ya)補(bu)(bu)償(chang)(chang)要(yao)求，輸出的(de)流(liu)量(liang)(liang)(liang)便是準確(que)度(du)(du)(du)(du)更高(gao)的(de)補(bu)(bu)償(chang)(chang)后(hou)的(de)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)量(liang)(liang)(liang)值。

　　（2）軟件功能修正。渦街流量(liang)計一旦出(chu)廠后(hou)，體(ti)積(ji)流量(liang)只與(yu)測(ce)量(liang)頻率有關，但實(shi)際蒸汽(qi)計量(liang)中要(yao)求記錄質量(liang)流量(liang)，根據公式QM=QV?ρOP

　　可(ke)知，實(shi)(shi)際(ji)測(ce)量應(ying)用(yong)中(zhong)，需要知道(dao)實(shi)(shi)時密(mi)度(du)方可(ke)實(shi)(shi)現質(zhi)量測(ce)量。可(ke)見，實(shi)(shi)時密(mi)度(du)檢測(ce)是關鍵。渦街(jie)流量計軟件中(zhong)做有(you)兩種模型密(mi)度(du)修正辦法(fa)：

　　飽和(he)蒸汽：溫度查密(mi)度表(biao)；

　　過熱蒸汽(qi)：溫(wen)度、壓力查密度表；

　　兩(liang)種模型是(shi)針對測量(liang)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)用，它是(shi)將蒸(zheng)(zheng)汽(qi)密度表(biao)格直接做到(dao)軟件中，只要知道介質(zhi)溫(wen)度、壓力，就進(jin)行(xing)密度查詢(xun)，并結合測體積流量(liang)進(jin)行(xing)自動計算，實現質(zhi)量(liang)流量(liang)檢測。

　　在實(shi)際蒸(zheng)(zheng)汽(qi)計量應用(yong)中，蒸(zheng)(zheng)汽(qi)的計量大多采(cai)(cai)用(yong)渦(wo)街和(he)孔板流(liu)量計兩(liang)種計量儀表，但要做到(dao)準確計量，需要進行在線密(mi)度(du)(du)補(bu)(bu)(bu)償(chang)。飽(bao)和(he)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)采(cai)(cai)用(yong)溫度(du)(du)或壓力補(bu)(bu)(bu)償(chang)，溫度(du)(du)補(bu)(bu)(bu)償(chang)較(jiao)壓力補(bu)(bu)(bu)償(chang)更節(jie)省投資，過熱(re)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)則采(cai)(cai)用(yong)溫度(du)(du)、壓力同時(shi)參與補(bu)(bu)(bu)償(chang)。選(xuan)用(yong)合適的補(bu)(bu)(bu)償(chang)方(fang)式，可使(shi)計量誤差消除或降到(dao)很小(xiao)。