氣體渦街流量計(jì)特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大,，精度高,，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度,、粘度等參數(shù)的影響,。主要用于各種行業(yè)工業(yè)管道中氣體流體的流量測(cè)量。

　　翔盛儀表首先為您介紹一下這款流量計(jì)的定義：在特定的流動(dòng)條件下,，渦街流量計(jì)一部分流體動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為流體振動(dòng),，其振動(dòng)頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系，依據(jù)這種原理工作的流量計(jì)稱為流體振動(dòng)流量計(jì),。目前流體振動(dòng)流量計(jì)有三類：渦街流量計(jì)、旋進(jìn)(旋渦進(jìn)動(dòng))流量計(jì)和射流流量計(jì),。渦街流量計(jì)具有以下一些特點(diǎn)：

　?、佥敵鰹槊}沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比,，不受流體組分,、密度、壓力,、溫度的影響;

　?、跍y(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10：1以上;

　?、劬_度為中上水平;

　?、軣o可動(dòng)部件，可靠性高;

　?、萁Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低;

　?、迲?yīng)用范圍廣泛,，可適用液體、氣體和蒸汽,。

　　渦街流量計(jì)的工作原理

　　在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻流體),，從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街,，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列,。根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式： 式中,，m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比;D為表體通徑;d為旋渦發(fā)生體迎面寬度;f為旋渦的發(fā)生頻率;U1為旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速;Sr為斯特勞哈爾數(shù);U為被測(cè)介質(zhì)流的平均速度,。

　　管道內(nèi)體積流量qv為：K為流量計(jì)的儀表系數(shù)，單位為脈沖數(shù)/m3,。 K除與旋渦發(fā)生體,、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān),。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù),，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),，圖2為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。在ReD=2×104～7×106的范圍內(nèi),，Sr可視為常數(shù),，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí),，渦街流量計(jì)的流量計(jì)算式為 qVn,、qV分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0℃或20℃，101.325kPa)和工況下的體積流量; Pn,、P分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力;Tn,、T分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度;Zn、Z分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù),。

　　渦街流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響,，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量,，這時(shí)流量計(jì)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度,，流體物性和組分就會(huì)對(duì)流量計(jì)量產(chǎn)生直接影響。

　　渦街流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,，如圖3所示,。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測(cè)元件,、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器,、濾波整形電路、DAC,、輸出接口電路,、端子、支架和防護(hù)罩等,。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器,、顯示通信及其他功能模塊裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。

　　在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用

　　1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　渦街流量計(jì)適用的流體比較廣泛,，但不適用于低雷諾數(shù)(ReD≤2×104)流體,。因?yàn)樵诘屠字Z數(shù)時(shí)，斯特勞哈爾數(shù)隨著雷諾數(shù)而變,，儀表線性度變差,。同時(shí)，含固體微粒的流體對(duì)旋渦發(fā)生體的沖刷會(huì)產(chǎn)生噪聲,，其含有的短纖維若纏繞在旋渦發(fā)生體上將改變儀表系數(shù),。

　　渦街流量計(jì)在混相流體中的應(yīng)用如下：

　　①可用于含分散、均勻的微小氣泡,，但容積含氣率應(yīng)小于7%～10%的氣,、液兩相流，若容積含氣率超出2%就應(yīng)對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行修正,。

　?、诳捎糜诤稚ⅰ⒕鶆虻墓腆w微粒,，含量不大于2%的氣固,、液固兩相流。

　?、劭捎糜诨ゲ蝗芙獾囊阂?如油和水)兩組分流等,。

　　脈動(dòng)流和旋轉(zhuǎn)流會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如果脈動(dòng)頻率與渦街頻率頻帶合拍可能引起諧振,，破壞正常工作和設(shè)備，使渦街信號(hào)產(chǎn)生“鎖定(Lock-in)”現(xiàn)象,，這時(shí)信號(hào)會(huì)固定于某一頻率,。“鎖定”與脈動(dòng)幅值、旋渦發(fā)生體形狀及堵塞比等有關(guān),。

　　渦街流量計(jì)的精確度對(duì)于液體大致在±0.5%R～±2%R之間,，對(duì)于氣體在±l%R～±2%R之間，重復(fù)性一般為 0.2%～0.5%,。由于渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)較低,，頻率分辨率低，口徑愈大精度愈低,，故儀表口徑不宜過大(DN300以下),。

　　范圍度寬是渦街流量計(jì)的特點(diǎn)，但重要的一點(diǎn)是量程下限的流量數(shù)值,。一般液體平均流速下限為0.5m/s,，氣體為4～5m/s。渦街流量計(jì)的正常流量好在正常測(cè)量范圍的1/2～2/3處,。

　　渦街流量計(jì)的大優(yōu)點(diǎn)是儀表系數(shù)不受測(cè)量介質(zhì)物性的影響,，可以由一種典型介質(zhì)推廣到其他介質(zhì)上。但由于液,、氣的流速范圍差別很大,，導(dǎo)致頻率范圍亦差別很大。處理渦街信號(hào)的放大器電路中,，濾波器的通帶不同,，電路參數(shù)亦不同，因此，同一電路參數(shù)不能用于測(cè)量不同介質(zhì),。

　　另外,，氣體和液體的密度差別很大，而旋渦分離時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度與密度成正比,，因此信號(hào)強(qiáng)度差別亦很大,。液、氣放大器電路的增益,、觸發(fā)靈敏度等皆不相同,，壓電電荷差別大，電荷放大器的參數(shù)也不相同,。即使同為氣體(或液體,、蒸汽)，隨著介質(zhì)壓力,、溫度,、密度不同，使用的流量范圍不同,，信號(hào)強(qiáng)度亦不同,，電路參數(shù)同樣要改變。因此,，一臺(tái)渦街流量計(jì)不經(jīng)硬件或軟件修改,，改變使用介質(zhì)或改變儀表口徑是不可行的。

　　2 安裝注意事項(xiàng)

　　渦街流量計(jì)屬于對(duì)管道流速分布畸變,、旋轉(zhuǎn)流和流動(dòng)脈動(dòng)等敏感的流量計(jì),，因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道安裝條件應(yīng)充分重視,，嚴(yán)格遵照使用說明書執(zhí)行,。 渦街流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里,，為防止被水淹沒,，應(yīng)選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平,、垂直或傾斜安裝,，但測(cè)量液體和氣體時(shí)為防止氣泡和液滴的干擾，要注意安裝位置,。

　　測(cè)量含液體和含氣液體的流量?jī)x表安裝

　　渦街流量計(jì)必須保證上,、下游直管段有必要的長(zhǎng)度。 a為一個(gè)90°彎頭,，b 為同心擴(kuò)管,，c為同心收縮全開閥門,，d為不同平面兩個(gè)90°彎頭，e為調(diào)節(jié)閥半開閥門,，f為同一平面兩個(gè)90°彎頭,。

　　傳感器與管道，在與管道連接時(shí)要注意以下問題,。

　?、?上、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑D’相同,，其差異滿足下述條件： 0.95D≤D’≤1.1D;

　?、?配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05D’;

　?、?密封墊不能凸入管道內(nèi),，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1～2mm;

　　④ 如需斷流檢查與清洗傳感器,，應(yīng)設(shè)置旁通管道;

　?、? 減小振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)的影響應(yīng)該作為渦街流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的一個(gè)突出問題來關(guān)注。首先,，在選擇傳感器安裝場(chǎng)所時(shí)盡量注意避開振動(dòng)源;其次,，采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮;第三，加裝管道支撐物是有效的減振方法,。 電氣安裝應(yīng)注意傳感器與轉(zhuǎn)換器之間采用屏蔽電纜或低噪聲電纜連接，其距離不應(yīng)超過使用說明書的規(guī)定,。布線時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)功率電源線,，盡量用單獨(dú)金屬套管保護(hù)。應(yīng)遵循“一點(diǎn)接地”原則,，接地電阻應(yīng)小于10Ω,。整體型和分離型都應(yīng)在傳感器側(cè)接地，轉(zhuǎn)換器外殼接地點(diǎn)應(yīng)與傳感器“同地”,。

　　3 現(xiàn)場(chǎng)常見故障現(xiàn)象,、原因及排除方法

　　渦街流量計(jì)有多種檢測(cè)方式，傳感器和測(cè)量電路差別也較大,，但渦街流量計(jì)常見的故障有共性,。

　　結(jié)語

　　在眾多的流量計(jì)中，渦街流量計(jì)的購(gòu)置費(fèi)低于質(zhì)量式,、電磁式,、容積式等類型，而安裝,、運(yùn)行,、維護(hù)費(fèi)低于節(jié)流式,、容積式、渦輪式等類型,，是一種經(jīng)濟(jì)性較好,、比較實(shí)用的流量計(jì)。渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,，安裝維護(hù)方便,，尤其適用于冶煉廠、化工廠,、輸油管道等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用,。

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