一、前言
      自1910年美國申請*份旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的到現(xiàn)在已經(jīng)有九十多年了，但一直處于半停滯狀態(tài)，至少在國內(nèi)是如此。直到上世紀(jì)八十年代出國內(nèi)的一些專業(yè)刊物上陸續(xù)發(fā)表了此類相關(guān)文章，它們多出自院校的專家和在企業(yè)一線工作的學(xué)者之手，文章代表了以近年來快速發(fā)展的機(jī)械加工工藝和微電子軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)的旋進(jìn)旋渦流量測量的科研成果，部分已進(jìn)入商品化實(shí)用階段。我公司也在做這方面的工作，并取得相當(dāng)?shù)某晒?br />二、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的基本原理
      標(biāo)準(zhǔn)旋進(jìn)旋渦傳感器的基本結(jié)構(gòu)：是一個(gè)具有一定幾何形狀和幾何尺寸的九十度彎頭。當(dāng)具有一定質(zhì)量（密度）和一定速度的介質(zhì)通過彎管時(shí)遵循強(qiáng)制漩流理論，在傳感器的內(nèi)外兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)差壓值。 該差壓值的大小與介質(zhì)的流速之間存在著一定的關(guān)系。
三、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)基本計(jì)算公式
      根據(jù)物體作圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，我們?nèi)澒苤腥我庖粋€(gè)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，基礎(chǔ)是流體的質(zhì)點(diǎn)作類似圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)遵循這樣的基本公式：F =mv2/R；為了求出整個(gè)截面上所產(chǎn)生的離心力之和，可對該受力公式進(jìn)行積分處理，積分范圍確定在（R-r）～（R+r）之間。如果我們將力F用彎管產(chǎn)生的差壓值ΔP來代表，質(zhì)量m用介質(zhì)的密度ρ來代表，速度v認(rèn)為就是通過旋進(jìn)旋渦傳感器的平均速度值，R是彎管的中心曲率半徑，r是彎管內(nèi)圓的半徑，d是彎管內(nèi)圓的直徑。我們就可以獲得如下的公式：v =α（R/d）0.5（ΔP/ρ）0.5。這個(gè)公式就是旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的基本計(jì)算公式。其中α是綜合修正系數(shù)，可以通過實(shí)驗(yàn)獲得。
      這里有一個(gè)十分重要的結(jié)論需要說明一下，我們研究旋進(jìn)旋渦傳感器中流體產(chǎn)生離心力時(shí)應(yīng)用的公式是一般的圓周運(yùn)動(dòng)的基本公式，F(xiàn) = mv2/R。其中R值是表示作圓周運(yùn)動(dòng)物體重心到旋轉(zhuǎn)中心的距離。對于旋進(jìn)旋渦來說R值似乎就是彎管的中心曲率半徑。但是，我們推導(dǎo)得出的計(jì)算公式中并不是簡單的R值，而是R/d，R/d被稱為旋進(jìn)旋渦的彎徑比，它是描述旋進(jìn)旋渦彎曲程度的特征參數(shù)。
      在我們提供的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)計(jì)算公式中，除了旋進(jìn)旋渦徑比是重要參數(shù)之外，我們還提出了綜合流量系數(shù)的概念。也就是說，我們用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證推導(dǎo)公式的準(zhǔn)確性時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果不引入所謂的綜合流量系數(shù)對流量測量結(jié)果進(jìn)行必要的修正，則實(shí)際流量顯示值與理論值之間有一個(gè)明顯的差值。是那些因素造成這個(gè)差別的呢？
1、管道粗糙度的影響
      管道的粗糙程度會(huì)影響介質(zhì)與管壁接觸部分邊界層的厚度。隨著管道粗糙度的增加，管道對于流體邊界層流動(dòng)狀態(tài)的影響會(huì)加強(qiáng)，造成實(shí)際流量與理論值之間的差別。
2、流體粘度的影響
      流體粘度對于測量值的影響主要通過雷諾數(shù)來體現(xiàn)的，當(dāng)流體的雷諾數(shù)達(dá)到或者超過某一個(gè)數(shù)值時(shí)，其流動(dòng)狀態(tài)就相對穩(wěn)定，這時(shí)流體的粘度對于流量測量的影響也趨于穩(wěn)定，它對流量系數(shù)的修正屬于定值修正的范疇。
3、可壓縮性
      流體的可壓縮性也會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，它的影響程度取決于流量測量裝置的工作原理和流量裝置對于流體流動(dòng)狀態(tài)干擾的程度，但程度比孔板要小得多，介質(zhì)可壓縮性的影響相對就比較小。
4、二次流
      所謂二次流是指處于旋進(jìn)旋渦傳感器中的流體由于內(nèi)外側(cè)有差壓存在，在差壓的作用下流體會(huì)產(chǎn)生與總流向的方向不一致的附加二次流，二次流的存在對于流量系數(shù)的確立當(dāng)然會(huì)產(chǎn)生影響。不過，由于旋進(jìn)旋渦傳感器在一般條件下產(chǎn)生的差壓值并不大，由此產(chǎn)生的二次流與流體在旋進(jìn)旋渦傳感器中的流速比較是非常小的，不足以對旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的正常工作造成威脅。
5、旋進(jìn)旋渦傳感器內(nèi)側(cè)壁附近流體流動(dòng)的不穩(wěn)定性擾流
      流體是由于旋進(jìn)旋渦的約束被迫作類似的圓周運(yùn)動(dòng)的，對于處于外側(cè)壁附近的流體而言，它們直接與管壁接觸，管壁對它們施加的向心力可以均勻地分布在流體上，內(nèi)側(cè)壁附近流體流動(dòng)的不穩(wěn)定性對于測量結(jié)果會(huì)有較大的影響。（我們的相關(guān)實(shí)驗(yàn)*證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。）這是影響旋進(jìn)旋渦流量計(jì)理論推導(dǎo)和實(shí)際測量之間產(chǎn)生誤差的主要原因。
6、旋進(jìn)旋渦傳感器還需要通過幾何放大和動(dòng)力相似學(xué)等方面的論證，這里因篇幅有限暫不做討論。
四、智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)簡介
      1、本著科研服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)踐促進(jìn)科研的原則，在旋進(jìn)旋渦流量計(jì)推廣過程中，我們發(fā)現(xiàn)單純的、一個(gè)類似彎頭的旋進(jìn)旋渦傳感器（我們稱之L型）如圖1-1，并不能充分滿足企業(yè)的需要，也不能克服其本身空間姿態(tài)所帶來的缺陷。我公司于2001年，在原L型基礎(chǔ)上推出了一種適用更廣泛的新型產(chǎn)品----智能旋進(jìn)旋渦傳感器， 它*打破了旋進(jìn)旋渦傳感器只能在現(xiàn)場隨彎就彎的安裝模式，直管段、水平安裝的特點(diǎn)具備更大的市場前途。
      公司和很多對旋進(jìn)旋渦流量計(jì)感興趣的企業(yè)積極合作、相互支持，并對智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的推廣做了大量工作，使之廣泛使用，效果明顯。
      如：本溪鋼鐵公司的Φ32―Φ509苯焦油、高、焦?fàn)t煤氣；
            石家莊鋼鐵公司的Φ108―Φ1420高、焦?fàn)t煤氣；氧氣、蒸汽；
            凌源鋼鐵公司Φ720―Φ920的高爐煤氣；
            湖南湘潭鋼鐵公司Φ1120的熱風(fēng)爐助燃風(fēng)；
            蘭州石化的Φ32－273氮?dú)饩W(wǎng)計(jì)量共30臺(tái)套。
            通化鋼鐵公司的Φ89－108蒸汽供熱計(jì)量共21臺(tái)套等。
      使旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要應(yīng)用范圍由原來的供熱蒸汽網(wǎng)、熱水網(wǎng)測量擴(kuò)大到冶金行業(yè)的高、焦?fàn)t煤氣、氧氣、風(fēng)等；化工行業(yè)的中溫中壓蒸汽、污水、液氨等。
2、通過與用戶的的大量接觸，公司還以研制開發(fā)了方形傳感器（使用在方形測量管道上）以滿足各方面需求，目前正準(zhǔn)備投入市場。
五、結(jié)束語
      旋進(jìn)旋渦氣體流量計(jì)具有原理清楚、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、重復(fù)性精度高，耐磨損、免維護(hù)、解決了跑冒滴漏的問題，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)對直管段相對要求不嚴(yán)格，對介質(zhì)、環(huán)境、管徑、流速的適應(yīng)范圍廣等等優(yōu)點(diǎn)，越來越得到業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可。公司認(rèn)為只有在原來理論研究基礎(chǔ)上進(jìn)行大量的適用性推廣，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的前途才是光明的，才能吸引更多的專家、學(xué)者和企業(yè)投入其中，共同發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)。