结合现场总线技术,设计与研制了一种基于总线功能HART协议涡街流量计,对工作原理及结构特点进行论述,强调现场总线可在仪表中广泛应用.

长期以来,如何扩展涡街流量计量程下限一直是一个问题。流体的流速脉动,局部阻力,管道的随机振动都为解决这一问题带来了难度。本文通过对设备物理性能的改进和对信号数字处理方法的改进,有效的扩展了涡街流量计的量程下限。

涡街流量计输出的频率信号能够在较宽流量范围内保持良好的重复性，但其仪表系数只能在较窄的范围内保持恒定，从而制约了其测量范围。本文提出一种基于CPLD的仪表系数非线性修正方法，即采用三次样条插值法对流量一仪表系数曲线进行逼近，通过优化CPLD查找表实现了对仪表系数的非线性修正。实验表明，该方法在保证精度的前提下可以有效地扩展量程。对于存在仪表系数非线性问题的其他流量仪表也同样适用，易于推广。

提出一种用简单整系数数字滤波器处理涡街信号的方法,滤波计算通过加减法实现,避免了乘法运算,计算量小,实现方便.

介绍一套数字信号处理器(DSP)和16位单片机(MSP430)相结合的双核结构的数字涡街信号处理系统,采用松弛陷波周期图法计算涡街流量计信号的频率.实验结果表明,该双核式数字涡街流量信号处理系统可以有效地扩大涡街的量程比,滤除各种噪声及干扰,实现整机数据处理的实时性,具有很好的发展前景.

本文阐述SWINGWIRLII电容式涡街流量计中所用的差动开关电容基本结构原理，并对其杭振能力特别强这一性能特点进行详尽分析。

涡街流量计可用于部分混相流的测量，但迄今为止有关混相流对涡街流量计测量特性的影响还缺少理论研究和实践经验。在体积含气率为2．0％-15．0％的范围内，评定了用涡街流量计测量气液混相流的不确定度，提出涡街流量计测量气液混相流的不确定度计算式。实验以空气和水为介质产生气液混相流，涡街信号通过管壁差压法采集，涡街频率通过功率谱分析获得。结果表明在保持涡街流量计一定测量准确度的前提下，涡街流量计相对扩展不确定度随气液混相流流量及其体积含气率的分布比较均匀；在涡街频率测量的不确定度分量中，由重复性和复现性引起的相对标准不确定度随流量的变化呈现出较强的随机性，而由频率分辨率引起的相对标准不确定度则随着流量的增加而减小。在本研究的流量与体积含气率范围内，由气液混相流引起的涡街流...

为了提高涡街流量计的抗干扰性和稳定性并保证测量精度，提出了一种基于管壁差压的旋涡频率检测新方法．在水和空气不同管内流动介质的情况下进行了系统实验．应用旋涡动力学和流体阻抗法，分析了取压位置和引压管频率特性因素对该方法测量性能的影响．实验结果表明，在旋涡发生体下游的一定距离内，取压位置对该方法的斯特劳哈尔数和仪表系数的影响很小，较靠近旋涡发生体迎流面的地方可测流量下限低．引压管的长度应尽量短，并且保证其固有频率与涡街频率相差较大．该方法简便可靠，适应性强，测量下限低．

本论文分析了涡街流量传感器误差的主要来源之一是其检测机理所决定的非线性，提出了在标定介质和非标定介质下使用的修正方法，并介绍了智能变送器的硬件和软件。

为了考察现场实际安装环境和使用条件对涡街流量计测量精度的影响，对DN100涡街流量计进行了基准实验、上游单个90°弯头和全开闸阀共23组实流实验．实验介质为水，雷诺数范围3．5×100～5．3×10^5．以平均仪表系数的相对误差、仪表系数的线性度和重复性作为评价指标，最终给出了涡街流量计在2种安装条件下的推荐前后直管段长度：雷诺数在1．0×10^5～5．3×10^5单弯头时，前直管段长度至少5D，后直管段长度至少3D；全开闸阀时，前直管段长度至少5D，后直管段长度至少5D，此时弯头和闸阀对涡街流量计的测量影响才能忽略．雷诺数在3．5×10^4～5．3×10^5时，小流量点处仪表系数的严重下降导致涡街流量计在2种安装条件下均无法达到测量精度．