涡街流量计仪表常数与流体流速的关系及分段补偿，通过对涡街流量计的仪表常数随着流速的变化而略有起伏这个规律的观察与总结，建立数学模型，并根据这个数学模型，可以在不同的流速段对仪表常数做适当的补偿，可以提高涡街流量计的计算精度，该方案通过单片机809C51实现。
根据多年的应用经验以及大量的现场数据，我们发现涡街流量计的仪表常数与流体的流速存在一定的关系，本文通过寻找涡街流量计仪表常数与流体流速的关系，建立了两者的数学模型，在流量计算时对它进行补偿，提高了计算精度。
1.1 涡街流量计的工作原理
涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计，即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体(涡街流量传感器中称之为漩涡发生体)，就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡，即卡门涡街其漩涡频率正比于流体速度:
1.2 涡街流量计的特点
(1)输出的信号是与流速成正比的脉冲信号，便于数据处理和计算机联网。
(2)量程范围宽，精度高。
(3)无可动部件，可靠性较高，结构简单，便于安装维修。
(4)检测元件与被测介质不直接接触，不受流体的化学性质影响，应用范围宽，寿命长。
(5)抗干扰能力强，容易进行流量计算，不受流体物理性质的影响，给仪表的标定和使用带来了方便。
2 误差的产生及补偿
2.1 非线性误差的产生
由于涡街传感器所测的并不是平均流速，而是漩涡发生体两侧的流速。对于湍流状态，不同的雷诺数下，流速分布规律是不同的，即不同的流速下具有不同的流速分布，进而说明了涡街流量传感器检测到的主要反映漩涡发生体两侧的流速，涡街流量计出售，与管道平均流速的关系不是确定的。这说明涡街流量传感器的非线性误差是其检测机理所决定的。在实际使用时，先绘出传感器的仪表常数与流体流速的试验曲线，据此得到不同流速段的实际仪表常数。本文应用MCS251单片机系列的89C51将试验曲线事先固化于流量计的EPROM中，涡街流量计厂，用户结合现场具体工作情况通过键盘输入平均仪表常数KP的值(KP= (Kmax+Kmin) /2)，实现了涡街传感器的非线性修正。
2.2 仪表常数与流体流速的关系及分段补偿
我们知道涡街流量计频率与流量成正比，理论上讲，涡街流量计输出频率与流速成正比，也就是说仪表常数恒定。实际上，由于流量计本身的因素导致两者之间存在一定程度的非线性误差。鉴此，我们做出了一条仪表常数与流速的实验关系曲线，如图1所示。图中各点坐标分别为A(Vmin，1.004 9KP)，B(15%Vmax，0.997KP)，C(30%Vmax，0.992853KP)，D(50%Vmax，0.994883KP)，E(75%Vmax，KP)，F(Vmax，KP)。
针对这种误差规律，涡街流量计现货，我们采取分段补偿的方式进行误差修正。由图1可以看出，随着流速的降低，曲线偏离平均值越大，对此我们采用的方法可以达到两个目的:
(1)无论偏差值多大，只要它有规律可循，就可补偿修正，还可以把流量的下限即Vmin在坐标上向左移动，即扩大传感器的量程。
(2)根据精度要求合理划分区间，在误差大的低流速区间线段取密一些，在误差小的高流速区间可适当将区间放宽。
为了满足修正后非线性误差在0. 3%以下的要求，我们根据理论分析和曲线规律，分别在12%Vmax、60%Vmax处增加两点(见图2)，坐标分别为G(12%Vmax，KP)，H(60%Vmax，0.998KP)。理由:
①Vmin/Vmax=8% ~9%;②DE曲线间无拐点且下凹;③AB曲线间无拐点且下凹。这样，把整个流速范围分成了六段，如表1。这样处理后，可修正非线性误差在0.3%以下。
2.3 补偿后非线性误差计算及验证
表2为补偿后各段仪表常数的非线性误差计算值。
下面用某厂生产口径为Dg80的涡街流量计为例验证补偿效果(产品编号:04150)。表3为原始检测数据.
2.4 计算流量
瞬时流量计算公式:
3 系统的实现
3.1 系统可以实现的功能
(1)以89C51为元件，X25045存储数据。
(2)采用82C79单片机，可以同时显示瞬时流量(4位)以及累积流量(6位+2位幂数)，其显示单位为体积流量。
(3)具有掉电检测、保护功能(HT7044监测电压)，掉电后数据存入X25045中。
(4)具有看门狗功能。
(5)采用键盘输入，输入内容包括:仪表常数、瞬时流量上限、瞬时流量下限等。
3.2 主要程序模块
(1)主程序。
(2)定时器中断服务程序。
(3)键盘中断处理子程序。
(4)掉电处理子程序。
(5)25045读/写状态寄存器子程序。
(6)瞬时流量计算程序SSJS。
(7)累积流量计算程序LJJS。
(8)量程判别子程序CSDS。
用单片机89C51验证了误差补偿的数学模型，并实现了智能涡街流量积算仪的设计，通过对仪表常数的修正使系统的精度有很大的提高，可以使涡街流量积算仪达到0. 5级标准，采用89C51单片机使系统的稳定性和快速性都得到了提高，82C79的键盘显示接口芯片，代替单片机完成键盘和显示器的许多接口操作，涡街流量计，X25045可以将数据实时存储起来，系统软硬件设计合理、可行，具有工程实用价值。
分体式涡街流量计是一种适用于高温场合测量蒸汽的流量计，可以避免干扰信号对仪表测量的影响。那么它有哪些特点呢？
1、不受温度、压力的影响，同时不易堵，不易结垢，耐高温，高压，适用于恶劣环境。
2、产品无磨损、耐脏污，无须机械维修，使用寿命长。
3、电流输出均为电隔离型，具有良好的共模干扰***能力。
4、可在很宽的流量范围内准确测量气体、液体和蒸汽的流量而不受流体物理性质的影响。
5、同时显示流量值与累计流量值，不必轮流切换。
6、采用抗振动探头，有效消除外界振动影响。
7、采用分体式信号转换器，电缆长10米。
8、电路采用表面贴装工艺，结构紧凑，可靠性高。
以上几个就是分体式涡街流量计的主要特点。
涡街流量计的安装要求：1、合理选择安装场所和环境。避开强电力设备，高频设备，强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响，避开强烈震动场所和强腐蚀环境等，同时要考虑安装维修方便。2、上下游必须有足够的直管段。若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D 。若涡街流量计安装点的上游在不同平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D 。调节阀应安装在传感器的下游5D以外处，若必须安装在传感器的上游，传感器上游直管段应不小于50D，下游应有不小于5D。3、安装点上下游的配管应与传感器同心，同轴偏差应不小于0.5DN。4、管道采取减振动措施。传感器尽量避免安装在振动较强的管道上，特别是横向振动。若不得已要安装时，必须采取减振措施，在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防振垫。5.在水平管道上安装是流量传感器常用的安装方式。测量气体流量时，若被测气体中含有少量的液体，传感器应安装在管线的较高处。测量液体流量时，若被测液体中含有少量的气体，涡街流量计应安装在管线的较低处。6.传感器在垂直管道的安装。测量气体流量时，传感器可以安装在垂直管道上，流向不限。若被测气体中含有少量的液体，气体流向应由下向上。测量液体流量时，液体流向应由下向上：这样不会将液体重量额外附加在探头上。7、传感器在水平管道的侧装。无论测量何种流体，传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽，饱和蒸汽和低温液体，若条件允许尽量采用侧装，这样流体的温度对放大器的影响较小。8.涡街流量计在水平管道的倒装。一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽，适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。9.传感器在有保温层管道上的安装。测量高温蒸汽时，保温层多不能超过支架高度的三分之一。
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