旋進(jìn)漩渦流量計(jì)是近些年來才廣泛應(yīng)用的新技術(shù)流量計(jì)，它通過測(cè)量流體在流量計(jì)內(nèi)部的旋進(jìn)旋渦進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的脈沖頻率計(jì)算流量。該流量計(jì)主要特點(diǎn)是無活動(dòng)部件，線性測(cè)量范圍寬，有很好的耐腐蝕性。對(duì)測(cè)量介質(zhì)的適應(yīng)性廣，可廣泛應(yīng)用于氣體、液體等介質(zhì)的計(jì)量。旋進(jìn)旋渦流量計(jì)本身存在一個(gè)缺點(diǎn)，即抗*力差。如果待測(cè)系統(tǒng)中存在振動(dòng)、噪聲、壓力脈動(dòng)等干擾，就會(huì)引起測(cè)量系統(tǒng)誤差的增大，造成計(jì)量誤差，所以提高它的抗振性顯得極為重要。目前，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的抗振措施主要有以下三種：
1）從源頭消除。該方法要求旋進(jìn)旋渦流量計(jì)必須嚴(yán)格按照安裝要求進(jìn)行安裝。遠(yuǎn)離能產(chǎn)生干擾的零部件，例如：壓機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭匯管及彎頭等，以避免振動(dòng)及噪聲。保持流量計(jì)安裝位置前后直管段內(nèi)壁光滑，管道平直，表前直管段長(zhǎng)度不小于10d，表后直管段長(zhǎng)度不小5d。同時(shí)須保證被測(cè)流體是單相流體，不含其他雜質(zhì)。
2）用數(shù)字信號(hào)處理法（DSP）處理流量傳感器的信號(hào)。該方法就是對(duì)當(dāng)前廣泛采用的從信號(hào)采集、放大、濾波、整形、到計(jì)數(shù)流程的提升，以求準(zhǔn)確地將頻率信息從含管道振動(dòng)和流場(chǎng)不穩(wěn)定等干擾中提取出來，提升流量計(jì)測(cè)量精度，達(dá)到工況要求。
3）對(duì)稱信號(hào)差分處理。本方法主要解決脈動(dòng)壓力差導(dǎo)致的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的測(cè)量信號(hào)質(zhì)量問題。在1991年為了降低旋進(jìn)旋渦流量計(jì)量程下限，HeinRichs用集成差分傳感器做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。2000年傅新等人用流體力學(xué)仿真法研究旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的流場(chǎng)特性，提出通過差分處理法改善對(duì)稱信號(hào)抗干擾性的思路。2002年后彭杰綱等人實(shí)驗(yàn)研究了流場(chǎng)干擾對(duì)旋進(jìn)旋渦進(jìn)動(dòng)效應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)旋進(jìn)旋渦效應(yīng)的脈動(dòng)壓力與流體脈動(dòng)產(chǎn)生的壓力線性迭加現(xiàn)象，流場(chǎng)脈動(dòng)干擾使測(cè)量傳感器輸出信號(hào)主頻移動(dòng)的現(xiàn)象；通過分析旋進(jìn)旋渦有效信號(hào)和脈動(dòng)干擾信號(hào)的相位，發(fā)現(xiàn)軸對(duì)稱方向的旋進(jìn)旋渦有效信號(hào)相位差接近180°，流體脈動(dòng)干擾信號(hào)相位差接近0°；基于相位判別法和仿真結(jié)果，提出旋進(jìn)旋渦流量計(jì)抗流場(chǎng)脈動(dòng)干擾的方法。
將對(duì)稱信號(hào)差分處理，能消除流體脈動(dòng)的干擾，但是對(duì)稱安裝的傳感器的位置和距離因素，導(dǎo)致其不能消除管道振動(dòng)干擾。本文就消除管道振動(dòng)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在同側(cè)沿軸向安裝兩個(gè)傳感器，而且保證安裝距離盡可能小，其中一個(gè)檢測(cè)流體脈動(dòng)和管道振動(dòng)信號(hào)，另一個(gè)只檢測(cè)管道振動(dòng)，將測(cè)得的信號(hào)做差分處理，可以消除各種類型的管道振動(dòng)。
1 旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的工作原理
如圖1所示，旋渦發(fā)生體與流量計(jì)殼體固結(jié)安裝，其作用是使流入流量計(jì)內(nèi)腔的流體旋轉(zhuǎn)起來，旋轉(zhuǎn)速度的切向分量仍然會(huì)使流體沿內(nèi)腔軸線向前移動(dòng)。流體的旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)復(fù)合就產(chǎn)生連續(xù)的旋渦流，渦核在中心位置，被外圍的環(huán)流包裹。在收縮段流體流速處于加速狀態(tài)，渦核直徑迅速變小，而旋渦強(qiáng)度增強(qiáng)。當(dāng)流體流經(jīng)擴(kuò)散段時(shí)，旋渦速度降低，環(huán)流壓力回升，此時(shí)渦核壓力zui低，在壓力差的作用下發(fā)生了回流現(xiàn)象。回流使旋渦流偏離前進(jìn)方向作類似陀螺的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)旋渦的運(yùn)動(dòng)可分解為三部分：旋渦繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)、旋渦軸線繞主流軸線的旋轉(zhuǎn)、旋渦沿主流方向的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。旋渦流進(jìn)動(dòng)效應(yīng)發(fā)生在擴(kuò)大段且貼近流量計(jì)殼體內(nèi)壁面，進(jìn)動(dòng)頻率與流速呈線性關(guān)系，旋渦進(jìn)動(dòng)頻率可以定性反映流速和體積流量的大小，經(jīng)過標(biāo)定后的流量計(jì)可以定量測(cè)量流體的體積流量。