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，涡街流量计现货，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，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，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)，涡街流量计，D(50%Vmax，0.994883KP)，E(75%Vmax，KP)，F(Vmax，KP)。
针对这种误差规律，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，涡街流量计品牌，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，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。
1、涡街流量计与孔板流量计目前的技术水平
涡街流量主的基本结构由涡街发生体、检测元件、信号处理放大电路组成，目前对于涡街发生体的研究已达到相当完善的程度，以三角型发生体为比较佳型体，检测元件有热敏电阻、应变片、压电晶体、差动电容、超声波等。信号处理部分有许多已微机化。涡街流量计具有安装方便(可直接在管道上安装)、体积小、互换性强、长期运行精度高，可适用于大多数液体、气体和蒸气测量。目前世界市场涡街流量计的销售额每年递增30%左右。
孔板节流装置由于结构简单，造价低、可*等优点，它几乎适用于所有介质测量，而与之配套的差压变送器发展迅速，使其本身具有的不足得以弥补。
2、涡街流量计与孔板流量计综合性能评价
孔板流量计(简称孔板)由节流件取压装置和差压变送器组成，导压管对于易冻的场所需要有伴热措施，一个流量测量回路静密封点为20个左右，使用中存在如下问题：
易冻、易堵、易漏、伴热容易造成差压变送器器件老化、某些场合导压管需加隔离液，由于伴热或工艺操作不稳，正、负导压管隔离液液线常常不等，产生液柱差，使流量指示不准。
涡街流量计仪表系数不确定度评定的分析2.1色管校准度涡街流量计仪表的不确定数值分析技术优化，必须对涡街流量计系数检验稳定性影响因素进行硏究，其一，涡街流量计的色管校准度是工业流体检测的因素，色管能够将工生产中产生的流体进行直观的采样处理，当工业中气体输出时，色管受到漩检测系统的执行信息控制，对流体进行分析控制。当色管的校对的准确度不高，则会产生介质的区分情况低，涡街流量计的检测准确定降低的情况发生，反之，如果色管校准度高，涡街流量计仪表系数的准确度得到保障。在工业流体检验中，把握涡街流量计的色管校准度，是保障涡街流量计仪表系数的基础。例如:我国对工业中涡街流量计的应用色管校对准确度的误差控制为0.03-0.05m1之间，假设进行检测的溶液为50m1，依据技术公式，得到涡街流量计仪表系数的色管校准度为0.16m1，符合较佳标准范围，使涡街流量计仪表系数的检测确定值得到保障。2.2溶液温度涡街流量计仪表系数检测的影响因素中，检测液体的温度也是主要因素之一。结合物理知识，流体达到一定把温度后，流体的外在形式发生变化，而涡街流量计仪表系数的测定中，对气体和水体的检测采用不同的数据监测系统中，如果工业生产中对检测流体的控制温度控制不准确，则会发生涡街流量计仪表检测的准确性受到影响，导致涡街流量计仪表的检测数值处于不确定的检测状态，当涡街流量计仪表检测的温度控制达到较佳检测标准，达到检验效果。例如:依据涡街流量计的计算公式:f=SrUl/d=SrU。流体的检测温度为45摄氏度，被测介质平均流速为25米/秒，旋涡发生体迎流面宽度为20cm，表体通径为30cm，涡街流量计仪表;当流体的检测温度为40摄氏度，其他条件不变在，则涡街流量计仪表系数为666。由此可见，为了达到涡街流量计仪表系数不确定度的稳定，必须做到对工业加工中技术应用分析技术的溶液温度变化分析水平达到教佳状态。2.3定容引入定容是工业流体介质检测的主要基础，是涡街流量计仪表数据采集的主要部分，实施技术的应用探究，必须保障检测的定容引入准确性。当涡街流量检测中检测溶液的温度提高，检测的定容数值发生变化，那么涡街流量计仪在实际应用中受到的温度影响水平各有不同，其溶液的定容引入值也不同，结合现代涡街流量计系数的计算关系式，可以对涡街流量计的受压情况进行分析。一般而言，涡街流量计仪表系数系数扩大，定容引入测定系数也是增加，两者之间呈正比关系。而定容引入的较佳标准为测量内部压力为500帕，外部压力为400-450帕之间，当定容引入到达较佳状态，涡街流量计型号，工业加工的技术应用达到测量值的较佳准。除了以上对涡街流量计仪表系数不确定系数的评定因素分析，为保障工业生产的安全有序的进行，进行涡街流量计仪表系数测定时，也要注意一些影响因素，例如:涡街流量计仪表系数的数据分析中，对客观因素的分析存在偏差进行后期数据分析中，必须将实际应用中可能存在的实际环为考虑的一方面，做出预测分析
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