大部分流量儀表(如電磁流量計、渦輪流量計、科里奧利質量流量計)是以實流校準，即用實際流體流過被校儀表，再用別的標準裝置(標準流量計或流量標準裝置)測出流過被校準儀表的流量，與被校儀表的流量值作比較,或將被校儀表進行分度。這種實流校準方法又稱作濕法校準。渦街流量計曾也用實流校準法。還有一種稱作干法校準的間接方法，是以測量流量傳感部分的結構尺寸或其他與計算流量有關的量,并按規(guī)定使用，間接校準儀表流量值.獲得相應測量精度。
雖然渦街流量計當前仍采用實流校準流量，但因其流量傳感件形狀簡單,與孔板相仿具有實現(xiàn)間接法校準的潛在可行性。十余年前國際上就有人按標準.節(jié)流裝置的思路探索實施旋渦發(fā)生標準化方面工作。1994年日本工業(yè)技術院計量研究所曾在FLOMEKO'94會.上提出標準旋渦發(fā)生體研究的階段性報告，報告結論稱渦街流量計干法校準的不確定度小于孔板，僅為0.3%。重慶工業(yè)自動化儀表研究所在”七五”期間亦曾開展這項研究工作，設計制作DN50/DN100儀表的旋渦發(fā)生體近200套，實驗求取各參數(shù)敏感系數(shù)、幾何尺寸公差、安裝要求和安裝條件影響等，獲得第一階段成果。在這一成果的基礎上,制訂渦街流量傳感器行業(yè)標準(ZBN12006-89)和國家計量檢定規(guī)程(JJG620-89).采用了部分內容，但未形成標準渦街流量計和干法校準的國家標準。
1989年日本制訂了渦街流量計工業(yè)標準JISZ8766《渦街流量計一流量測量方法》(以下簡稱《標準》),2002年修訂時設一專章，納入了標準渦街流量計的研究成果，在《標準》的“解說“部分說明確定旋渦發(fā)生體各要素的依據，例舉典型實驗數(shù)據。下文扼要轉述《標準》中旋渦發(fā)生體形狀、尺寸及其允差,各尺寸對斯特勞哈爾(Strouhal)數(shù)的敏感性,不確定度分析等。
一標準旋渦發(fā)生體形狀和尺寸
標準渦街流量計的旋渦發(fā)生體是截角的等腰三角形六面體截面柱.形狀和尺寸如圖1、表1所示，。所選定尺寸是經一系列優(yōu)化實驗后的最優(yōu)尺寸。例如所選取W=0.28D和H=0.35D是在一組斯特勞哈爾數(shù)(Si)-雷諾數(shù)Ren關系線中(分別見圖2和圖3)最為平坦，即儀表可獲得最好的線性度。
按標準旋渦發(fā)生體制造的渦街流量計可以不用實流校準，保證達到預期測量精度。當前《標準》適用范圍口徑為100~600mm,Reo為1x105~2x106，是本次制訂《標準》時的實驗范圍，隨著今后進一步研究，下次修訂時適用范圍有可能擴大。
二．標準旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)St
《標準》規(guī)定的旋渦發(fā)生體按插入測量管頂端是否固定分為標準1型和標準2型兩種,其S:值微有差異,如表2。標準1型多數(shù)實驗儀表口徑為DN100DN400,St與Reo無關平均值為0.25033.其標準偏差為0.12%;標準2型實驗口徑為DN150和DN200,實.驗數(shù)據的擬合線為近似二折線，St與Ren有關。
僅從St-Ren關系在性能上考察,標準1型優(yōu)于標準2型，然而流體中微粒子堵塞旋渦發(fā)生體臺座與測量管間的隙縫，將引起特性大幅變化，因此從實用觀點考慮再.增加無隙縫的標準2型。但是標準2型易受上游管件等擾流影響,《標準》規(guī)定必須在儀表上游10D處裝置明石型多孔板流動調整器(FlowCondi-tioner)組合使用。
三．斯特勞哈爾數(shù)不確定度分析和評估
St數(shù)的擴展不確定度Est(包含因子k=2)如下式:
式中，等式右邊前9項是旋渦發(fā)生體各結構要素的允差(前附加記號δ),后6項是旋渦發(fā)生體與測量管間裝配的偏心距/角度(η、e、α、β)允差(含義和符號如圖4所示)、直管段長度附加不確定度(ur)等因素。
經研究分析所定式(1)各不確定性因素項中，其系數(shù)中包括經實驗求得的敏感系數(shù)。St數(shù)不確定度uc(St)按不確定度傳播律由式(2)合成求得:
式中,u(xi)是以各參數(shù)xi的標準不確定度表示，最后7項不是旋渦發(fā)生體結構參數(shù)的不確定度。Ua包含有旋渦發(fā)生體平行部和上游面間的角度、旋渦發(fā)生體/測量管表面粗糙度等的不確定度;usro是測量St數(shù)時校準設備引起的附加不確定度;Uf是上游擾流管件形成流動畸變和旋轉流產生的附加不確定度。
us和Ustd是需確定的值,但在校準設備充分長直管可忽略ur情況下，測得標準1型St數(shù)的標準偏差為0.0003.即可得到:uz2+usro2=0.0003(3)
一般機械零件設計規(guī)定尺寸允差δ(xi)，實際制造尺寸分布假設為三角形分布，其標準不確定度u(xi)如式(4)所示:u(xi)=δ(xi)/J6(4)
通常擴展不確定度的包含因子k=2.擴展不確定度Est=Kuc(St)=2uc(St),再從式(4).并對尺寸允差無次元化,變換后得式(5),再代入敏感系數(shù)ε,就成為前文式(1)，式中uf將在下文說明。
《標準》解說部分列舉了W.T.Gw三個結構參數(shù)求取敏感系數(shù)的實驗數(shù)據如表3,從旋渦發(fā)生體寬度W對St數(shù)的敏感性圖中可求出敏感系數(shù)1.208.
四.標準渦街流量計前后直管段長度要求和安裝影響
為控制前文提到流動擾動引起的不確定度uf，《標準》正文提出儀表前后直管段長度和其他安裝條件要求:
(1)在規(guī)定附加相應不確定度下.如《標準》中圖例。
(2)從旋渦發(fā)生體中心軸下游側1D的流通通道(測量管或管道)內，不能有臺階。
(3)使用標準2型時，須在流量計上游10D處裝明石型多孔流動調整器，其X-X(水平)軸必須與旋渦發(fā)生體軸平行安裝。
解說“部分列出確定六種擾流管件直管段長度要求的依據(12幀實驗數(shù)據圖)，從中可了解直管段不足時對St數(shù)的影響程度。例如標準1型在單彎管擾流下不同直管段長度的附加誤差.不足規(guī)定30D僅10D時St數(shù)增大約0.8%。
流動調整器的安裝:“解說”還列出標準2型儀表不裝流動調整器St數(shù)的實驗數(shù)據圖，與裝流動調整相比，變化0.7%左右，流動調整器與儀表間組裝于不同距離和不同位置孔轉角影響St數(shù)的實驗數(shù)據圖2幀,說明St變化達0.5%~0.8%。
測量通道臺階影響:“解說“闡明儀表測量內徑和前后管路內徑差異形成臺階影響的實驗數(shù)據圖3幀，文件認為試驗尚不夠充分,因此未納入《標準》正文。所例舉儀表內徑151mm,測量管長151mm,旋渦發(fā)生體置于中點，連接到3種內徑:A=146.5mm、B=1555mm、C=159.2mm的前后直管，按臺階與旋渦發(fā)生體軸間距作4組配置，即(1)上游側0.5D，下游測0.5D;(2)上游側1D，下游側0.5D;(3).上游側0.5D,下游側1D;(4).上游側1D,下游側1D。所測得的St數(shù)與無臺階管段相比，變化如表4。從中可看出:前后直管內徑小于儀表測量管內徑比大于測量管內徑影響大:后臺階的影響大于前臺階的影響。認為渦街流量計后直管內徑與儀表內徑差的影響比前直管大這一現(xiàn)象，與其他流量儀表(如節(jié)流差壓流量計、渦輪流量計、電磁流量計)前直管影響大的常例相反.值得關注。
管軸偏心影響:儀表測量管與管道不同心度形成的附加誤差,從”解說”提供內徑151mm儀表的實驗數(shù)據證明是不容忽視的。偏心4.5mm(口徑的3%.偏心口與旋渦發(fā)生體軸相距0.5D)時附加誤差達3%以上。若測量管較長,偏心口與旋渦發(fā)生體軸相距1.5D以上時，影響可大為減小。認為從這一實驗看出，制造廠為使儀表輕巧和降低成本,測量管長度設計過短，實質上對使用者提高了要求和費用，從總體考慮并不合理。
五.結束語
JISZ8766提出了標準旋渦流量計的方案和基礎實驗典型數(shù)據，我們可借鑒這一文件開展旋渦流量計干法校準方面的工作。日本標準協(xié)會(JSA)準備向國際標化組織(ISO)提出,將JISZ8766作為渦街流量計國際標準草案。期待國際標準化后的渦街流量計能像標準孔板等節(jié)流差壓流量計那樣普及。
《標準》提出幾種擾流件的直管長度要求、管段臺階和管軸偏心影響等實驗數(shù)據，特別是后兩者作為標準附件內容,在各國“標準“中尚不多見，很有價值。雖然這些內容是針對特定的渦街流量計，但是對其他渦街流量計也可參照。
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