摘要:渦(wō)街流量計
是速度(du)式流量計,具有溫(wēn)壓補償、瞬時流量(liang)顯示和🐇累積流量(liàng)積☁️算功能。選用儀(yi)表類型時要考慮(lü)應用場合、精度要(yao)求👈和儀表功💃能等(děng)因素。該文介紹渦(wō)街流量計的正确(què)安裝和🆚維護及其(qi)在使用過程中常(cháng)見故障現象和處(chù)理方法。
0引言
渦街(jiē)流量計是速度式(shì)流量計之一,主要(yào)用于工業管道介(jiè)質流體的流量測(cè)量，如液體、氣體、蒸(zheng)氣等單❤️相流🛀滿管(guan)介質的測量。有模(mo)拟量标準信号或(huò)數字💁量脈沖信号(hào)輸出，智能流量顯(xiǎn)示儀,具有溫壓補(bǔ)償、瞬時流量顯示(shì)和累🈚積流量積算(suàn)功能。便于計算機(jī)🔅等數字系統配套(tào)使用，是一種理想(xiang)的🤟流量儀表。
1渦街(jiē)流量計的工作原(yuan)理
渦街流量計是(shì)由漩渦發生體、頻(pín)率檢測器和信号(hào)轉換器⚽等環節組(zǔ)成，輸出4~20mADC信号或脈(mo)沖電壓信号。其測(cè)量原理是在流動(dòng)💃🏻的流體中的垂直(zhí)流動方向安放1根(gen)或多根非🙇♀️流體型(xíng)阻流體🥰，在一定的(de)流量範圍内，流體(tǐ)在阻流體兩側交(jiāo)替地分離、釋放出(chū)2串頻率正比于管(guǎn)道🏃🏻♂️内的平均流😍速(sù)、規則的、不對稱有(you)規律的交替漩渦(wō)列，如圖1所示,且兩(liang)🆚側漩渦旋轉方向(xiang)相反[1]采用檢測元(yuán)件測出漩渦頻率(lǜ)就可以推算出流(liú)體☎️的流量。
假設被(bèi)測介質的平均流(liu)速爲ʋ,旋渦的發生(shēng)頻率爲ƒ,旋渦發生(sheng)💋體迎面寬度爲d,-側(ce)漩渦産生的頻率(lü)ƒ與ʋ和d之間有如下(xià)關系式:
式中:Sr是雷(lei)諾數的函數，在ReD=2x104~7x106範(fàn)圍内,氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s,當(dāng)旋渦發💜生體的形(xing)狀和尺寸一定時(shi),S,可視爲常數，渦街(jiē)頻率與體積流量(liang)成比❓例關系，不受(shòu)流體物理性質和(hé)組份變化的影響(xiǎng)。
渦街流量計可以(yǐ)測量單相流狀态(tài)下的液體、氣體和(hé)蒸🍓汽的流量，在混(hun)相流體狀态時,流(liú)量計是不能作出(chu)測量的。
2渦街流量(liang)計的選用
渦街流(liu)量計按傳感器分(fen)爲法蘭式、夾持式(shi)和插入♈式。選型時(shi)優🌐先考慮法蘭式(shi),其次是夾持式。原(yuan)因是夾持式和插(cha)入式流🛀🏻量計的精(jīng)度受安裝影響較(jiào)大.不規範的安裝(zhuāng)将産生很大的測(ce)量誤差E。無需做控(kong)制和計量的場合(he),可以選用插入式(shi)渦街流量計。
渦街(jiē)流量計有一體式(shì)和分體式兩種類(lei)型,在高溫⁉️環境或(huo)高空或井中安裝(zhuang)的場合,爲了改善(shàn)儀表的工作🈚環境(jing)或方便儀表的檢(jian)修選用分體式儀(yí)表。采🌂用一體式儀(yí)表時，安裝點周圍(wéi)🌐應該留有較充裕(yù)的空間，以便👄安裝(zhuāng)接線和定期維護(hu)。
3渦街流量計的溫(wēn)壓補償
氣體是可(kě)壓縮流體,當溫度(dù)和壓力變化時,其(qí)體積量将随之改(gǎi)變。氣體流量測量(liàng)時均要求流量計(jì)輸出标準體積流(liú)量或質量🏃♀️流量，而(er)渦街流量計隻能(neng)測.量出工況下的(de)體積流量,所以渦(wo)街流量計測量🔞--般(bān)氣體或🐕蒸汽時儀(yi)表選型一定要考(kǎo)慮🏃🏻♂️溫壓補償功能(neng)。通過溫壓補償可(ke)以将工況體積流(liu)量轉換爲🔴質量流(liu)量[4]或标況體積流(liú)量。測🚶♀️量一般氣體(ti)時，補償原理是.根(gēn)⭐據标準氣體狀态(tai)方程式:
式中:P0,P1分别(bié)爲标準狀态下和(he)工況下的絕對壓(yā)力(Pa);T0.T1分💃🏻别爲标準狀(zhuàng)态下和工況下的(de)熱力學溫度(K);V0,V1分别(bié)爲标準狀态下和(he)✍️工況下的氣體體(tǐ)積。
測量蒸汽時,不(bú)能使用标準氣體(ti)狀态方程式,飽和(hé)蒸💞氣隻需壓力或(huo)溫度補償。一般有(you)以下兩種補償👨❤️👨方(fang)式:
一是當渦街流(liú)量計傳感器無内(nèi)置壓力、溫度檢測(ce)元件💚時📧，隻能♈在儀(yí)表内部做靜态補(bu)償,就是輸入固定(ding)的溫度和壓力值(zhí)🚶用于☂️補償。此方法(fǎ)隻适用于溫度壓(ya)力變化不大的場(chang)👌所。渦街流量計傳(chuan)感器有内置壓力(li)和溫度檢測元件(jian)時，儀表根據所測(cè)溫度和❌壓力判斷(duan)蒸汽狀态是屬✂️于(yú)飽和蒸氣還是過(guò)熱蒸汽，由儀表内(nèi)👌部存儲的蒸汽數(shu)據庫自動計算🚶♀️質(zhì)量流量。
二是采用(yòng)蒸汽流量積算儀(yi),将渦街流量計所(suo)測工況體✨積流📧量(liang)以及溫度和壓力(lì)變送器所測信号(hao)傳到蒸汽流量積(jī)算儀，如圖2所示由(yóu)蒸汽流量積算儀(yi)⭐進行補償運算。蒸(zheng)汽流🛀🏻量積算🐇儀内(nèi)置過熱蒸汽以及(jí)飽和蒸氣補償算(suan)法，可以輸出質量(liàng)流量、标準體👅積流(liú)量甚至熱量和比(bi)焓等。
4渦街流量計(jì)的安裝
渦街流量(liang)計的正确安裝是(shì)保障儀表正常運(yun)行的重要環節,若(ruo)安裝不正确，輕則(ze)影響儀表的測量(liàng)精度,重則影🔞響儀(yi)表的使用👉壽命,甚(shèn)至會損壞儀表。渦(wo)街流量計的安裝(zhuāng)管道要避免高溫(wēn)熱源和輻射源😍的(de)影響，安裝場所須(xū)有隔熱通風措施(shī),避㊙️開強腐蝕環境(jing)。爲了消除電幹擾(rao)，現場布線要與❄️高(gao)壓線、電源線和電(diàn)力設備保持足夠(gou)的距離。
渦街流量(liàng)計盡量避免安裝(zhuāng)在震動較強的管(guǎn)道上🈲,特别是橫向(xiang)震動;流量計盡量(liàng)避免安裝在架空(kong)而.過長的管🚶♀️道.上(shàng)，導緻流量計下垂(chuí),造成法蘭的密封(feng)洩漏;若必須在上(shàng)述兩種情況下安(ān)裝🌂,需在傳感器的(de)上下遊✂️2D處分别設(she)置管道緊♍固裝置(zhi)并加防震墊🌈。
渦街(jie)流量計安裝在室(shi)外應注意防水，電(dian)氣接口處應将電(dian)纜線彎成U形，避免(miǎn)水順着電纜線進(jin)入儀表殼内。渦街(jiē)流量計安裝點的(de)上遊較近處若安(ān)裝有不斷開關的(de)閥門，會影響流量(liang)計的使用壽命，易(yi)對流量計造成永(yong)久性損壞。
渦街流(liú)量計的口徑如果(guǒ)與工藝管道相同(tong),不能滿足流量⛷️儀(yi)表🔴要求時，或者在(zài)此流速下測量精(jīng)度不能保證時，需(xu)要🤟縮小儀表口徑(jìng)，從而提高管内流(liu)速，保證測📞量精度(dù)。上下遊必須有足(zu)夠的直管段，若傳(chuan)⛹🏻♀️感器安裝點的上(shang)遊在同一平面上(shang)有2個90°彎頭時,上遊(you)直管段≥25D,下遊直管(guǎn)段≥5D。根據測量的需(xū)要,需在渦街流量(liang)計附近測量壓力(lì)和溫度時，測壓點(diǎn)應在傳感器下遊(yóu)的(3~5)D處，測溫🐪點應在(zài)傳感器下😍遊的(6~8)D處(chu),如圖3所👉示。
5渦街流(liú)量計的維護與故(gù)障處理
渦街流量(liàng)計無可動部件，所(suo)以在正常使用情(qing)況下，維🆚護工作量(liang)較少。在儀表投用(yòng)的初始階段,要求(qiu)液體流量緩慢增(zēng)加，以免損壞儀表(biǎo)的渦街發生體。
5.1渦(wo)街流量計的維護(hu)
日常維護的任務(wù)是:密切關注渦街(jiē)流量計顯示闆的(de)低電池指示燈,如(ru)有閃光現象應盡(jin)快更換内部電池(chi);定期檢查屏蔽和(he)接地情況，消除外(wai)界幹擾.有時指示(shì)問題是由于受到(dao)幹擾🚶♀️造成的;定期(qī)清洗渦街流量計(jì)的探頭,探頭檢測(ce)孔如果被污物堵(du)塞,會影響正常測(ce)量。
5.2渦街流量計的(de)故障現象與處理(li)
現象1:計量不準。處(chu)理方法:檢查儀表(biǎo)K系數或口徑等關(guan)鍵參📞數設置;檢查(chá)測量氣體或蒸汽(qì)時補償方式或參(cān)數是否正确;檢查(cha)流量計安裝時墊(niàn)片是否同心或伸(shen)入管道等等。
現象(xiang)2:傳感器損壞。處理(lǐ)方法:在蒸汽測量(liàng)中,99%的渦街流量計(ji)傳感器損壞原因(yin)是因爲水錘，爲避(bì)免水錘的産生需(xu)👅在工藝管🔞線增加(jiā)疏水器;檢查傳感(gan)器材質選擇是否(fǒu)正确，介質是否腐(fu)蝕儀表傳感器;檢(jiǎn)查傳感器工❤️作溫(wēn)度是否大于額定(ding)值。.
6結語
渦街流量(liàng)計采用微功耗高(gao)新技術，采用锂電(diàn)池供電🔱,可不間斷(duàn)運行2年以上;可就(jiu)地顯示瞬時流量(liang)、累積流量等。渦街(jie)流量計廣泛适用(yòng)于化工、石油、冶金(jīn)、電力、煤炭等領🌈域(yù)。隻有在正确選型(xíng)、正☀️确安裝和正🌐.确(què)維護下🐅才能保證(zhèng)其發揮應有的作(zuò)用。
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