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技術(shù)文章
了解渦街流量計:只需3分鐘
點擊次數(shù)：1227 發(fā)布時間：2020-8-21
渦街流量計相對于其他種類的流量計出現(xiàn)時間比較晚,。
然而自上世紀(jì)70年代開始投入應(yīng)用以來,，渦街流量計得到了迅猛的發(fā)展,。
根據(jù)資料顯示，目前世界主要發(fā)達(dá)工業(yè)國家使用渦街流量計的比例大幅度上升,，已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,，甚至將在未來流量儀表中展主導(dǎo)地位。
所有的渦街流量計都是基于卡門渦街原理,，那么具體是怎么樣的呢,？
卡門渦街原理
卡門渦街是美籍匈牙利科學(xué)家馮·卡門在1911年觀察到并研究的現(xiàn)象：當(dāng)流體繞過非流體線形物體時,，物體尾流左右兩側(cè)產(chǎn)生的成對的、交替排列的,、旋轉(zhuǎn)方向相反的反對稱渦旋,。在卡門渦街中，根據(jù)斯特勞哈爾研究,，關(guān)系為Sr=fd/V,，也就是說，對圓柱繞流,，渦街的每個單渦的頻率f與繞流速度V成正比,，與圓柱體直徑成反比。Sr為斯特勞哈爾常數(shù),，無量綱,，它與旋渦發(fā)生體的形狀及雷諾數(shù)有關(guān)系。
看完后大家感覺如何,？別著急,，看過下圖后就明白了！
這張圖是流體流過圓柱體時產(chǎn)生的漩渦現(xiàn)象,。很明顯能看出,，這種漩渦的產(chǎn)生具有周期的、交替變化的性質(zhì),，變化頻率與流體速度成正比,，這就是卡門渦街現(xiàn)象。渦街流量計就是利用這種現(xiàn)象的性質(zhì),，通過測量渦流的脫落頻率確定流體的速度或流量而支撐的流量計,。
渦街流量計不是渦輪流量計
在日常應(yīng)用中，有些人會將渦街流量計與渦輪流量計弄混,，畢竟名稱非常相似,。那么渦輪流量計是什么呢？下圖是渦輪流量計管道中部分：
很明顯可以看出,，渦輪流量計與渦街流量計差別非常大,，這種流量計是通過管道中渦輪在流體帶動下的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)測量，其結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比渦街流量計復(fù)雜,。這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)帶來了流量計中的精度,，同時也帶來了易損壞和維護(hù)復(fù)雜等缺點。
優(yōu)點與局限性
渦街流量計的優(yōu)點與局限性都有哪些呢,？是什么的品質(zhì)促使渦街流量計如此迅速的發(fā)展并占有大量市場呢,？
優(yōu)點
1、結(jié)構(gòu)簡單而牢固,，無可動部件,，可靠性高,，長期運行十分可靠；
2,、安裝簡單,，維修十分方便；
3,、檢測傳感器不直接接觸介質(zhì),，性能穩(wěn)定，壽命長,；
4,、精度較高(與差壓式、浮子式相比)
5,、測量范圍寬,，量程比可達(dá)1：10；
6,、壓力損失較小,，運行費用低，更具節(jié)能意義,；
7,、在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組份變化影響,，儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)測量流體的體積流量無需補(bǔ)償,，調(diào)換配件后無需重新標(biāo)定儀表的系數(shù)。
8,、應(yīng)用范圍廣，蒸汽,、氣體,、液體的流量均可測量。
局限性
1,、管道流速不均,、不能準(zhǔn)確確定流體工況變化時的介質(zhì)密度、將濕飽和蒸汽假設(shè)成干飽和蒸汽進(jìn)行測量都會造成誤差,，并且總測量誤差會很大,。
2、抗震性能差,，外來振動會使渦街流量計產(chǎn)生測量誤差,，甚至無法正常工作，大管徑影響更為明顯,。
3,、對測量臟污介質(zhì)適應(yīng)性差,。
4、直管道要求高,。專家指出,，渦街流量計支管段一定要保證前40D后20D，才能滿足測量要求,。
如何用好渦街流量計,？
說過這么多，現(xiàn)在終于到正題了：如何用好渦街流量計,？
安裝
選好渦街流量計后,，第1個要面對的就是渦街流量計的安裝問題。那么安裝時都有哪些需要注意呢,？
(1)流量計應(yīng)水平或垂直安裝在與工程通經(jīng)相對應(yīng)的管道上,。由于渦街流量計的特性，要實現(xiàn)準(zhǔn)確測量,，必須注意保證慢管測量,，因此在水平管道上的渦街流量計一般應(yīng)選擇安裝在管道的低處，垂直管道時,，流體的流向應(yīng)自上而下,。
(2)當(dāng)渦街流量計用作流量調(diào)節(jié)時，應(yīng)特別注意將流量調(diào)節(jié)閥安裝在流量計后面,，否則小流量時容易出現(xiàn)射流,，出現(xiàn)流量調(diào)節(jié)時截至流量與閥門開度成反比的現(xiàn)象。
(3)渦街流量計對前后直管要求非?？量?，流量計上游要保障有10到40倍管道直徑，下游不小于5倍管道直徑,。上游直管長度由上游有無直角彎,、擴(kuò)大或縮徑管而定。特別要注意的是,，在滿足要求的情況下,，流量計應(yīng)盡量選擇安裝在前后直管段盡量大的管道位置處。
(4)測量溫度和壓力的取溫\取壓點應(yīng)設(shè)置在渦街流量計出口5倍口徑意外,。
(4)渦街流量計安裝時要盡量避免強(qiáng)烈震動,、工頻干擾信號，如果無法避免這些情況,，應(yīng)當(dāng)采取減震,、屏蔽等措施盡量減小干擾。
(5)在高溫管道中，渦街流量計必須垂直向下安裝,。
日常維護(hù)
渦街流量計無可動部件,，所以在正常使用情況下，維護(hù)的工作量較少,。日常維護(hù)的任務(wù)是：查看儀表指示累積是否正常,；查看儀表供電是否正常；查看儀表體連接件是否損壞和腐蝕,；查看儀表外線路有無損壞及腐蝕,；查看表體與工藝管道連接處有無泄漏；查看儀表電器接線盒及電子元件盒密封是否良好等,。
當(dāng)被測介質(zhì)較臟或易結(jié)垢時,，應(yīng)定期清洗流量計內(nèi)壁，清洗時應(yīng)保護(hù)好旋渦發(fā)生體及檢測探頭,，注意不要碰傷其表面與棱角,。檢測放大器外殼端蓋在接線調(diào)試后應(yīng)適度旋緊，以保證其密封性,。在進(jìn)行維護(hù)檢查時不得將液體及雜物留于殼內(nèi),。
常見故障
現(xiàn)象1：上電后管道內(nèi)有流體流動，但無信號輸出,。
處理方法：檢查儀表接線是否正確,，有無斷線。檢查儀表安裝方向是否正確,。檢查流量是否低于正常的流量范圍,。
現(xiàn)象2：上電管道內(nèi)無流體流動，但有信號輸出,。
處理方法：檢查儀表接地,，是否是接地不良引入干擾。檢查管道是否有強(qiáng)烈的機(jī)械振動,。檢查環(huán)境是否有強(qiáng)電磁干擾,，如有大功率電器或變頻器等強(qiáng)電設(shè)備。
現(xiàn)象3：管道內(nèi)流體的流量穩(wěn)定且符合流量要求,，但輸出變化太大，不穩(wěn)定,。
處理方法：檢查管道是否振動過強(qiáng)引入干擾,。檢查接地是否良好。
現(xiàn)象4：上電后管道內(nèi)有流體流動,，但無信號輸出,。
處理方法：檢查儀表放大器是否有故障。檢查檢測元件是否損壞,。
現(xiàn)象5：上電管道內(nèi)無流體流動,，但有信號輸出,。
處理方法：檢查轉(zhuǎn)換器靈敏度。
探頭故障的簡單判斷方法：
用萬用表測量兩根信號線的絕緣電阻,，當(dāng)溫度高于200°C時,，絕緣電阻應(yīng)大于10兆歐。當(dāng)溫度低于200°C時,，絕緣電阻應(yīng)大于2兆歐,。如果絕緣電阻不符合要求說明檢測探頭可能存在故障。
檢測放大器故障的簡單判斷方法：
用手在檢測放大器檢測探頭引線輸入端感應(yīng)信號,，即可粗略判斷是否是檢測放大器故障,。若無信號反映說明檢測放大器可能存在故障。