蒸汽(qi)作為一種十分特(te)殊的(de)介質，在流(liu)量(liang)計(ji)量(liang)過(guo)程中(zhong)會表現(xian)出特(te)殊的(de)現(xian)象和問題。其中(zhong)*關(guan)鍵的(de)問題是蒸汽(qi)密度值偏(pian)離設計(ji)值過(guo)多，給測量(liang)結果帶(dai)來(lai)的(de)顯著的(de)測量(liang)誤差，而目(mu)前階段技術成熟的(de)密度檢(jian)測儀表尚未成功應用，給蒸汽(qi)流(liu)量(liang)測量(liang)帶(dai)來(lai)一定(ding)的(de)困難(nan)。

一、一次性補償實(shi)現方法

首先確定蒸汽(qi)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)參數(shu)—溫度和壓力，根據工(gong)作(zuo)(zuo)參數(shu)確定蒸汽(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)狀態下的(de)(de)密度，將(jiang)該密度作(zuo)(zuo)為(wei)將(jiang)來流量(liang)測量(liang)過(guo)程中(zhong)蒸汽(qi)的(de)(de)*密度進(jin)行(xing)孔板計算。在工(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong)不再對蒸汽(qi)的(de)(de)實際變化進(jin)行(xing)補(bu)(bu)償(chang)或修正，這(zhe)就是(shi)所謂的(de)(de)一次性計算補(bu)(bu)償(chang)法。

如果(guo)在運(yun)行中，蒸(zheng)汽(qi)的(de)工作參(can)(can)數與設(she)計時的(de)設(she)定值保持一致，蒸(zheng)汽(qi)流量測量的(de)準確性是可(ke)(ke)以得到保證的(de)。如果(guo)實際工作條件(jian)下(xia)參(can)(can)數有所偏離，甚至偏離很大(da)(da)，則測量結果(guo)的(de)偏差就可(ke)(ke)能(neng)很大(da)(da)。

一次性補(bu)償(chang)方(fang)法，在自(zi)動檢測(ce)技(ji)術發(fa)展初期所采用(yong)的計(ji)量(liang)方(fang)式(shi)，測(ce)量(liang)結果誤差大，可作為粗(cu)略(lve)計(ji)量(liang)使(shi)用(yong)。這樣的設(she)計(ji)手段在目前廣泛流行的流量(liang)節(jie)流裝置設(she)計(ji)手冊中仍然在使(shi)用(yong)。

二、在線密度補償實現(xian)方法

隨著微(wei)電子技(ji)術在(zai)儀表中的(de)廣泛應用(yong)。儀表的(de)計(ji)算(suan)功(gong)(gong)能(neng)(neng)、補償(chang)修正(zheng)功(gong)(gong)能(neng)(neng)、累計(ji)功(gong)(gong)能(neng)(neng)、歷(li)史數(shu)據存儲功(gong)(gong)能(neng)(neng)、數(shu)字濾(lv)波功(gong)(gong)能(neng)(neng)、輸出功(gong)(gong)能(neng)(neng)、數(shu)字通訊(xun)功(gong)(gong)能(neng)(neng)等(deng)等(deng)都(dou)能(neng)(neng)夠容易(yi)地實現(xian)。因此，在(zai)線(xian)密(mi)度補償(chang)己經成(cheng)為蒸汽計(ji)量儀表一種*的(de)基(ji)本功(gong)(gong)能(neng)(neng)而被廣泛的(de)使(shi)用(yong)。

1.飽和(he)蒸汽在線密度補償。

飽(bao)和(he)蒸汽的(de)(de)溫(wen)度與(yu)壓(ya)力之間有著嚴格的(de)(de)一一對(dui)應關系。飽(bao)和(he)蒸汽的(de)(de)密(mi)(mi)度可(ke)以是(shi)其溫(wen)度或(huo)者是(shi)其壓(ya)力的(de)(de)單一函(han)數。根據(ju)飽(bao)和(he)蒸汽的(de)(de)溫(wen)度值(zhi)或(huo)者是(shi)壓(ya)力值(zhi)的(de)(de)大(da)小，通過查表法或(huo)公式計(ji)算法（IFC1967或(huo)IAPW-1997）可(ke)得到實時密(mi)(mi)度值(zhi)。

在流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)中(zhong)，可選擇溫度補(bu)償(chang)或壓力補(bu)償(chang)型(xing)渦(wo)街流(liu)量(liang)計,即(ji)選擇帶(dai)有溫度補(bu)償(chang)功(gong)能的渦(wo)街流(liu)量(liang)計即(ji)可。開(kai)啟流(liu)量(liang)計溫度傳(chuan)感器，實時(shi)檢測(ce)所測(ce)蒸汽溫度，從而得到對應密度值。

2.過熱蒸汽(qi)在線密度補(bu)償

過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)是(shi)將(jiang)飽(bao)和(he)(he)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)進行再加(jia)熱(re)后獲得(de)的(de)(de)一種(zhong)具(ju)有特殊品質的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)。它打(da)破了飽(bao)和(he)(he)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)所固(gu)有的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)與壓(ya)力(li)(li)嚴(yan)格(ge)一一對(dui)應的(de)(de)關系。在(zai)流量(liang)測量(liang)過(guo)程中可以將(jiang)過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)作為(wei)單一介質看待(dai)。過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)的(de)(de)密度(du)(du)(du)是(shi)其溫(wen)度(du)(du)(du)和(he)(he)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)綜合函數。在(zai)渦街(jie)流量(liang)計(ji)訂購時(shi)要選擇溫(wen)度(du)(du)(du)、壓(ya)力(li)(li)補償型。在(zai)實(shi)際使用時(shi)，同時(shi)開啟溫(wen)度(du)(du)(du)、壓(ya)力(li)(li)傳(chuan)感器實(shi)時(shi)測量(liang)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)溫(wen)度(du)(du)(du)、壓(ya)力(li)(li)值，密度(du)(du)(du)值可以根據過(guo)熱(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)(qi)密度(du)(du)(du)表(biao)或密度(du)(du)(du)計(ji)算公式(shi)準(zhun)確計(ji)算獲得(de)。

三、渦街流(liu)量(liang)計(ji)實際應(ying)用中的密度補償

1.渦(wo)街流(liu)量計(ji)測量原理(li)

渦(wo)街流量計是應用流體(ti)振蕩原理來測(ce)量流量的(de)，流體(ti)在(zai)管道(dao)中經過渦(wo)街流量傳感器時，在(zai)三角(jiao)柱的(de)漩(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)后上(shang)下(xia)(xia)交替產生正(zheng)比(bi)于流速的(de)兩(liang)列(lie)旋(xuan)渦(wo)，旋(xuan)渦(wo)的(de)釋放頻率與流過漩(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)的(de)流體(ti)平均速度及漩(xuan)渦(wo)發(fa)生體(ti)特征寬(kuan)度有關，可用下(xia)(xia)式表示(shi)：

f=St•v/

式(shi)中：f—旋(xuan)渦(wo)釋放頻率，

ν—流過漩渦(wo)發(fa)生(sheng)體的流體平均速度(du)，m/s；

d—旋渦(wo)發(fa)生體(ti)特征寬度(du)，m

St—為斯特羅哈數，無量(liang)綱。

St的數值范圍為0.14-0.27。St是雷諾數的函(han)數，St=f（1/Re）。當雷諾數Re在(zai)20000一(yi)7000000范圍內，St值約為0.2，因此，在(zai)測量中，要盡(jin)量滿足流體(ti)的雷諾數在(zai)20000-7000000，旋渦頻率f=0.2v/d。

由此(ci)可(ke)知，通過(guo)測量(liang)旋(xuan)渦(wo)頻率(lv)就可(ke)以(yi)計算出流(liu)(liu)過(guo)漩(xuan)渦(wo)發(fa)生(sheng)體(ti)的流(liu)(liu)體(ti)平均速度v，再由公(gong)式(shi)QV=vA可(ke)以(yi)求(qiu)得流(liu)(liu)量(liang)QV，其中(zhong)，A為流(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)過(guo)漩(xuan)渦(wo)發(fa)生(sheng)體(ti)的截面積，*終得到體(ti)積流(liu)(liu)量(liang)公(gong)式(shi)：

QV=πD2df/4Sr

當旋(xuan)渦在(zai)發生(sheng)體兩側產(chan)生(sheng)時，利用壓電傳感器測處于流(liu)體流(liu)向垂直(zhi)的交變升(sheng)力(li)變化，將升(sheng)力(li)的變化轉(zhuan)換(huan)為電的頻率信號(hao)，再將頻率信號(hao)進(jin)行(xing)放(fang)大和整(zheng)形，輸出體積(ji)流(liu)量值到二次儀(yi)表，進(jin)行(xing)累積(ji)并(bing)顯示。

2.渦街流量計密度補償方法。

渦(wo)街流量計(ji)要實現在(zai)線密(mi)度補(bu)償，有兩種方式可實現。

一(yi)種是(shi)通(tong)過(guo)分別安裝溫(wen)度、壓力儀(yi)表和智(zhi)能積(ji)算(suan)儀(yi)與渦街流量(liang)計組合實(shi)現流量(liang)在線溫(wen)壓補償(chang)，第二種是(shi)通(tong)過(guo)溫(wen)壓補償(chang)型渦街流量(liang)計來(lai)實(shi)現。

（1）渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)計集成(cheng)溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力(li)、頻率傳感器，以實現溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力(li)、頻率實時檢測(ce)。溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力(li)、頻率信(xin)號(hao)通過自(zi)身轉換器進(jin)行(xing)信(xin)號(hao)處(chu)理、補(bu)償(chang)(chang)運(yun)算，來減(jian)小測(ce)量(liang)(liang)誤差(cha)。在孔板流(liu)量(liang)(liang)計測(ce)量(liang)(liang)蒸(zheng)汽流(liu)量(liang)(liang)時，通常采(cai)用分別安裝溫(wen)度(du)(du)、和壓(ya)力(li)儀表來進(jin)行(xing)溫(wen)度(du)(du)壓(ya)力(li)補(bu)償(chang)(chang)可解決上述(shu)問題。但在渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)計應用于蒸(zheng)汽計量(liang)(liang)中(zhong)，不必那么麻(ma)煩(fan)，可通過選購集溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力(li)補(bu)償(chang)(chang)功(gong)能于一體的(de)渦街(jie)流(liu)量(liang)(liang)計完成(cheng)溫(wen)壓(ya)補(bu)償(chang)(chang)要(yao)求，輸出的(de)流(liu)量(liang)(liang)便是*度(du)(du)更(geng)高(gao)的(de)補(bu)償(chang)(chang)后(hou)的(de)質量(liang)(liang)流(liu)量(liang)(liang)值。

（2）軟件功能修正(zheng)(zheng)。渦(wo)街流量(liang)(liang)計一旦出廠(chang)后，體積流量(liang)(liang)只與測量(liang)(liang)頻率有(you)關，但實際蒸汽(qi)計量(liang)(liang)中要求記錄質(zhi)量(liang)(liang)流量(liang)(liang)，根(gen)據公式(shi)QM=QV•ρOP可知，實際測量(liang)(liang)應用中，必(bi)須(xu)知道實時密(mi)度方可實現質(zhi)量(liang)(liang)測量(liang)(liang)。可見，實時密(mi)度檢測是(shi)關鍵(jian)。渦(wo)街流量(liang)(liang)計軟件中做有(you)兩種(zhong)模(mo)型(xing)密(mi)度修正(zheng)(zheng)辦法(fa)：

飽和蒸汽：溫度(du)查密(mi)度(du)表；

過熱蒸汽：溫度、壓力查密度表；

兩種模(mo)型是針(zhen)對測量(liang)(liang)蒸汽用的(de)，它是將蒸汽密度(du)表格直接做到(dao)軟件中，只要知(zhi)道介質溫(wen)度(du)、壓力，就進行(xing)(xing)密度(du)查詢，并結合測體(ti)積流量(liang)(liang)進行(xing)(xing)自動計算，實現質量(liang)(liang)流量(liang)(liang)檢測。

在實際(ji)蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)計量應用(yong)中，蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)的計量大多采用(yong)渦街流量計和孔板流量計兩種計量儀表，但要做到計量，必須進行在線密(mi)度補償。飽(bao)和蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)采用(yong)溫度或壓(ya)力(li)補償，溫度補償較壓(ya)力(li)補償更節省投資，過熱蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)則采用(yong)溫度、壓(ya)力(li)同時參(can)與補償。選用(yong)合適(shi)的補償方式，可(ke)使計量誤差消除或降到很小。

具體(ti)內容詳見(jian)：