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技術(shù)文章
渦街流量計的工作原理,應(yīng)用及常見故障分析
點擊次數(shù)：1309 發(fā)布時間：2020-8-25
一、渦街流量計的工作原理：
渦街流量計的原理是在流量計管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門(Karman)旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個相鄰旋渦間的距離)時，旋渦列是穩(wěn)定的。
渦街流量計是基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計。即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體(渦街流量傳感器中稱之為漩渦發(fā)生體)，就會在其下流兩側(cè)產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦即卡門渦街，其漩渦頻率正比于來流速度：F=Stu/d
式中F—渦街頻率d—漩渦發(fā)生體寬度
u—來流速度St—斯特勞哈爾數(shù)
St的值與漩渦發(fā)生體寬度d和雷諾數(shù)Re有關(guān)。當(dāng)雷諾數(shù)Re<2×104情況下，St為變數(shù)：當(dāng)Re在2×104～7×106的范圍內(nèi)，St值基本上保持不變，這段范圍為流量計的基本測量范圍。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù)，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。
上式表明，當(dāng)d和St為定值時，漩渦產(chǎn)生的頻率F與流體的平均流速u成正比，通過測量漩渦的頻率就可得到流體的流量，利用這一特性制成了渦街流量計。
二、渦街流量計的特點：
1.渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合，不僅可用于封閉的管道，還可用于開放的溝槽。
2.應(yīng)用范圍廣，氣體、液體和蒸汽都可測量。
3.渦街流量計沒有可動的機械部件，維護工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計相比，渦街流量計測量范圍大，壓力損失小，準確度高，不需配導(dǎo)壓管，安裝與維護簡單。
4.但渦街流量計的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，容易在使用現(xiàn)場被忽略而影響流量計性能的正確發(fā)揮。
5.渦街流量計的測量范圍較大，一般10：1
6.使用時注意避免機械振動，尤其是管道的橫向振動
7.介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響
三、渦街流量計常見的故障
?、僦甘鹃L期不準；②始終無指示；③指示大范圍波動，無法讀數(shù)；④指示不回零；⑤小流量時無指示；⑧大流量時指示還可以，小流量時指示不準；⑦流量變化時指示變化跟不上；⑧儀表K系數(shù)無法確定，多處資料均不一致。
1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設(shè)計選型之后由于工藝條件變動，使得選擇大了―個規(guī)格，實際選型應(yīng)選擇盡可能小的口徑，以提高測量精度，這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關(guān)。比如，一條渦街管線設(shè)計上供幾個設(shè)備使用，由于工藝部分設(shè)備有時候不使用，造成目前實際使用流量減小，實際使用造成原設(shè)計選型口徑過大，相當(dāng)于提高了可測的流量下限，工藝管道小流量時指示無法保證，流量大時還可以使用，因為如果要重新改造有時候難度太大.工藝條件的變動只是臨時的?？山Y(jié)合參數(shù)的重新整定以提高指示準確度。
2、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠，影響測量精度，這方面的原因主要同問題①有關(guān)。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯誤，導(dǎo)致儀表指示有誤.參數(shù)錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤，這方面的原因主要同問題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準，實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動，無法讀數(shù)，而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的終確定，解決辦法是確定參數(shù)重新標定。
4、二次儀表故障。這部分故障較多，包括：一次儀表電路板有斷線之處，量程設(shè)定有個別位顯示壞，K系數(shù)設(shè)定有個別位顯示壞，使得無法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定，這部分原因主要向問題①、②有關(guān)。通過修復(fù)相應(yīng)的故障，問題就能得以解決。
5、線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好，仔細檢查，有的接頭實際已松動造成回路中斷，有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上，也使得回路中斷，這部分原因主要同問題②有關(guān)。
6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問題。由于后續(xù)儀表的問題或者由于后續(xù)儀表的檢修，使得二次儀表的mA輸出回路中斷，對于這類型的二次儀表來說，這部分原因主要同問題②有關(guān)。
7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運行，再加上受到灰塵的影響，造成平軸電纜故障，通過清洗或者更換平軸電線，問題可得以解決。
8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松，造成表頭下沉，指針與表殼摩擦大，動作不靈，通過調(diào)整表頭并重新固定，問題相應(yīng)解決。
9、使用環(huán)境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分，由于環(huán)境濕度大，造成線路板受潮，這部分原因主要同問題②、②有關(guān)。解決辦法是改用分體式流量計。
10、由于現(xiàn)場調(diào)校不好，或者由于調(diào)校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好.或者由于調(diào)整之后運行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動，造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關(guān)。使用示波器，加上結(jié)合工藝運行情況，重新調(diào)整。