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了解涡街流量计:只需3分钟
发布时间:2020-08-21   点击次数:96次
  涡街流量计相对于其他种类的流量计出现时间比较晚。
 
  然而自上世纪70年代开始投入应用以来,涡街流量计得到了迅猛的发展。
 
  根据资料显示,目前世界主要发达工业国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,已广泛应用于各个领域,甚至将在未来流量仪表中展主导地位。
 
  所有的涡街流量计都是基于卡门涡街原理,那么具体是怎么样的呢?
 
  卡门涡街原理
 
  卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门在1911年观察到并研究的现象:当流体绕过非流体线形物体时,物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋。在卡门涡街中,根据斯特劳哈尔研究,关系为Sr=fd/V,也就是说,对圆柱绕流,涡街的每个单涡的频率f与绕流速度V成正比,与圆柱体直径成反比。Sr为斯特劳哈尔常数,无量纲,它与旋涡发生体的形状及雷诺数有关系。
 
  看完后大家感觉如何?别着急,看过下图后就明白了!
 
  这张图是流体流过圆柱体时产生的漩涡现象。很明显能看出,这种漩涡的产生具有周期的、交替变化的性质,变化频率与流体速度成正比,这就是卡门涡街现象。涡街流量计就是利用这种现象的性质,通过测量涡流的脱落频率确定流体的速度或流量而支撑的流量计。
 
  涡街流量计不是涡轮流量计
 
  在日常应用中,有些人会将涡街流量计与涡轮流量计弄混,毕竟名称非常相似。那么涡轮流量计是什么呢?下图是涡轮流量计管道中部分:
 
  很明显可以看出,涡轮流量计与涡街流量计差别非常大,这种流量计是通过管道中涡轮在流体带动下的旋转实现测量,其结构远比涡街流量计复杂。这样复杂的结构带来了流量计中的精度,同时也带来了易损坏和维护复杂等缺点。
 
  优点与局限性
 
  涡街流量计的优点与局限性都有哪些呢?是什么的品质促使涡街流量计如此迅速的发展并占有大量市场呢?
 
  优点
 
  1、结构简单而牢固,无可动部件,可靠性高,长期运行十分可靠;
 
  2、安装简单,维修十分方便;
 
  3、检测传感器不直接接触介质,性能稳定,寿命长;
 
  4、精度较高(与差压式、浮子式相比)
 
  5、测量范围宽,量程比可达1:10;
 
  6、压力损失较小,运行费用低,更具节能意义;
 
  7、在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组份变化影响,仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关测量流体的体积流量无需补偿,调换配件后无需重新标定仪表的系数。
 
  8、应用范围广,蒸汽、气体、液体的流量均可测量。
 
  局限性
 
  1、管道流速不均、不能准确确定流体工况变化时的介质密度、将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量都会造成误差,并且总测量误差会很大。
 
  2、抗震性能差,外来振动会使涡街流量计产生测量误差,甚至无法正常工作,大管径影响更为明显。
 
  3、对测量脏污介质适应性差。
 
  4、直管道要求高。专家指出,涡街流量计支管段一定要保证前40D后20D,才能满足测量要求。
 
  如何用好涡街流量计?
 
  说过这么多,现在终于到正题了:如何用好涡街流量计?
 
  安装
 
  选好涡街流量计后,第1个要面对的就是涡街流量计的安装问题。那么安装时都有哪些需要注意呢?
 
  (1)流量计应水平或垂直安装在与工程通经相对应的管道上。由于涡街流量计的特性,要实现准确测量,必须注意保证慢管测量,因此在水平管道上的涡街流量计一般应选择安装在管道的最低处,垂直管道时,流体的流向应自上而下。
 
  (2)当涡街流量计用作流量调节时,应特别注意将流量调节阀安装在流量计后面,否则小流量时容易出现射流,出现流量调节时截至流量与阀门开度成反比的现象。
 
  (3)涡街流量计对前后直管要求非常苛刻,流量计上游要保障有10到40倍管道直径,下游不小于5倍管道直径。上游直管长度由上游有无直角弯、扩大或缩径管而定。特别要注意的是,在满足要求的情况下,流量计应尽量选择安装在前后直管段尽量大的管道位置处。
 
  (4)测量温度和压力的取温\取压点应设置在涡街流量计出口5倍口径意外。
 
  (4)涡街流量计安装时要尽量避免强烈震动、工频干扰信号,如果无法避免这些情况,应当采取减震、屏蔽等措施尽量减小干扰。
 
  (5)在高温管道中,涡街流量计必须垂直向下安装。
 
  日常维护
 
  涡街流量计无可动部件,所以在正常使用情况下,维护的工作量较少。日常维护的任务是:查看仪表指示累积是否正常;查看仪表供电是否正常;查看仪表体连接件是否损坏和腐蚀;查看仪表外线路有无损坏及腐蚀;查看表体与工艺管道连接处有无泄漏;查看仪表电器接线盒及电子元件盒密封是否良好等。
 
  当被测介质较脏或易结垢时,应定期清洗流量计内壁,清洗时应保护好旋涡发生体及检测探头,注意不要碰伤其表面与棱角。检测放大器外壳端盖在接线调试后应适度旋紧,以保证其密封性。在进行维护检查时不得将液体及杂物留于壳内。
 
  常见故障
 
  现象1:上电后管道内有流体流动,但无信号输出。
 
  处理方法:检查仪表接线是否正确,有无断线。检查仪表安装方向是否正确。检查流量是否低于正常的流量范围。
 
  现象2:上电管道内无流体流动,但有信号输出。
 
  处理方法:检查仪表接地,是否是接地不良引入干扰。检查管道是否有强烈的机械振动。检查环境是否有强电磁干扰,如有大功率电器或变频器等强电设备。
 
  现象3:管道内流体的流量稳定且符合流量要求,但输出变化太大,不稳定。
 
  处理方法:检查管道是否振动过强引入干扰。检查接地是否良好。
 
  现象4:上电后管道内有流体流动,但无信号输出。
 
  处理方法:检查仪表放大器是否有故障。检查检测元件是否损坏。
 
  现象5:上电管道内无流体流动,但有信号输出。
 
  处理方法:检查转换器灵敏度。
 
  探头故障的简单判断方法:
 
  用万用表测量两根信号线的绝缘电阻,当温度高于200°C时,绝缘电阻应大于10兆欧。当温度低于200°C时,绝缘电阻应大于2兆欧。如果绝缘电阻不符合要求说明检测探头可能存在故障。
 
  检测放大器故障的简单判断方法:
 
  用手在检测放大器检测探头引线输入端感应信号,即可粗略判断是否是检测放大器故障。若无信号反映说明检测放大器可能存在故障。
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