眾所周知，當(dāng)前多數(shù)計(jì)量測(cè)試所采用的流量標(biāo)定裝置為音速噴嘴裝置，也叫臨界噴嘴裝置，其工作原理是在裝置下游采用真空泵吸氣，可以看到，上游壓力僅為大氣壓力，即使抽到理想真空，壓差也只有1kg，而在噴嘴中卻能產(chǎn)生音速，直接證明了“管道操作壓力低，不可能產(chǎn)生高流速”想法是錯(cuò)誤的。
音速噴嘴裝置
從中我們可以得出，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，流速、壓力、溫度等工藝參數(shù)往往不是恒定不變的，它們隨著工況條件和其他參數(shù)的改變而改變，有時(shí)候甚至發(fā)生劇烈變化，這給企業(yè)正常生產(chǎn)帶來(lái)了不便，也給相關(guān)檢測(cè)行業(yè)帶來(lái)了困難。任何一臺(tái)儀表都有固定的量程比，因此該儀表所能檢測(cè)的范圍是有限的，當(dāng)所測(cè)參數(shù)隨著工況的改變而超出測(cè)量范圍時(shí)，測(cè)量就會(huì)出現(xiàn)困難。
在實(shí)際應(yīng)用中，在氣體測(cè)量中，特別是在蒸汽流量檢測(cè)中，常出現(xiàn)超量程情況，渦街流量計(jì)將出現(xiàn)特有的“流量越大，指示越小”的情況，這一現(xiàn)象在進(jìn)口渦街流量計(jì)及國(guó)產(chǎn)渦街流量計(jì)均時(shí)常發(fā)生，由此產(chǎn)生巨大測(cè)量誤差，引發(fā)巨額貿(mào)易糾紛。同時(shí)，由于漩渦強(qiáng)度與流體流速的平方成正比，漩渦重復(fù)頻率與流速成正比，所以高流速下漩渦升力巨大，且頻率較高，例如：100m/s流速與2m/s流速相比，漩渦施加于傳感器上的升力將達(dá)到2500倍，同時(shí)高流速下的漩渦頻率將達(dá)到近10000Hz，極易覆蓋傳感器共振頻率，令傳感器斷裂，斷裂的傳感器在無(wú)法工作的同時(shí)，高速飛向下游，對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生重大威脅。這正是國(guó)內(nèi)廠家以及某些國(guó)外知名產(chǎn)家的產(chǎn)品在高流速環(huán)境下測(cè)量失敗的原因。
目前國(guó)外知名渦街流量計(jì)氣體測(cè)量上限都在80m/s左右，僅能應(yīng)對(duì)常規(guī)流速的測(cè)量，對(duì)于高流速甚至是超高流速的氣體根本無(wú)法測(cè)量。而基于原理限制，每臺(tái)傳感器的流量可測(cè)量范圍完全依賴量程比范圍，無(wú)法通過(guò)改變結(jié)構(gòu)、尺寸來(lái)進(jìn)行測(cè)量范圍的遷移。
對(duì)此問(wèn)題，昌暉儀表制造有限公司通過(guò)研發(fā)：
1、昌暉儀表研制出獨(dú)特的雙發(fā)生體，在超高速的時(shí)候也能夠繼續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定卡門漩渦，解決了流量越大，漩渦穩(wěn)定度越差的問(wèn)題。
2、昌暉儀表通過(guò)的“鎖頻環(huán)”信號(hào)處理系統(tǒng)，提純信號(hào)，保證在高流速下信號(hào)穩(wěn)定，解決了流速越高也導(dǎo)致渦街信號(hào)越不穩(wěn)定的問(wèn)題。
3、大幅度提升傳感器共振頻率，將共振頻率提升到3倍于最高渦街頻率以上，消除高流速下的共振現(xiàn)象，解決傳感器疲勞斷裂問(wèn)題，保證了傳感器安全。
由此一來(lái)，解決了高流速下渦街流量計(jì)的信號(hào)問(wèn)題和傳感器的結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題，有效解決了高流速下的測(cè)量難題。
國(guó)內(nèi)某著名汽車制造廠在其動(dòng)力集中供熱管道上使用YR-VF11型夾持型滿管式抗振型渦街流量計(jì)。該測(cè)點(diǎn)基本情況如下：
測(cè)量介質(zhì)：蒸汽；管道口徑：DN150；溫度：200~270℃；壓力：0.03~0.13MPa；密度：0.47~1.11kg/m3；流量：0~10t/h
上圖為該測(cè)點(diǎn)流量計(jì)運(yùn)行過(guò)程中某一天24小時(shí)內(nèi)流量、壓力、溫度、流速變化曲線圖。
從該運(yùn)行監(jiān)控曲線中我們可以看出
1、流量最高時(shí)接近15t/h，已超出給定流量上限的50%。
2、流速隨著溫度壓力的變化而變化，最高流速超過(guò)300m/s，而此時(shí)壓力僅為60kPa
在如此高的流速和變化如此巨大的工況條件下，YR-VF11渦街流量計(jì)依然能夠精確測(cè)量，并且在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間未經(jīng)維護(hù)的使用之后，仍然工作正常。至此可以判定， YR-VF11抗震渦街流量計(jì)能夠應(yīng)對(duì)超高流速的氣體測(cè)量難題。
總結(jié)
1、該測(cè)點(diǎn)60kPa的壓力，產(chǎn)生300m/s的流速，再次證明了認(rèn)為壓力低不可能產(chǎn)生高流速的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
2、在該測(cè)點(diǎn)的測(cè)量中，300m/s的流速已經(jīng)超過(guò)我公司蒸汽測(cè)量上限的2.5倍，由于我公司設(shè)計(jì)余量，依然能夠準(zhǔn)確檢測(cè)。但在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，流速會(huì)隨工況的變化而變化，因此在選用時(shí)需謹(jǐn)慎核算。
3、在該測(cè)點(diǎn)的測(cè)量中，我們可以看到，YR-VF11系列產(chǎn)品不僅成功應(yīng)對(duì)了高流速狀態(tài)下的測(cè)量，同時(shí)在流速、流量較低時(shí)候也能準(zhǔn)確測(cè)量，直接證明了 YR-VF11抗震渦街流量計(jì)所具備的國(guó)際領(lǐng)先的抗振能力和量程比，展現(xiàn)了未來(lái)流量計(jì)所特有的高性能。
