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如何在振動(dòng)環(huán)境下使渦街流量計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量
隨著社會(huì)的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，用戶對(duì)流量計(jì)的使用要求越來越高。由于渦街流量計(jì)的適用范圍廣,、可靠性高、維護(hù)量小,，所以,，已經(jīng)成為了*的流量測量工具。渦街流量計(jì)抗干擾能力差,，很容易受到現(xiàn)場振動(dòng)的干擾,，現(xiàn)場若有較強(qiáng)振動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)確，下限不夠低或上限不夠高等問題,。而管道振動(dòng)是無處不在的,，并具有多樣性。那么如何在振動(dòng)環(huán)境下使渦街流量計(jì)能夠準(zhǔn)確計(jì)量成為目前難題,。
下面以渦街流量計(jì)DN25口徑為例進(jìn)行簡單說明：
1.概況描述：渦街流量計(jì)口徑范圍是10mm-400mm（滿管式）,；頻率范圍大概在0.5Hz-4000Hz，口徑越大,，頻率越低,，口徑越小，頻率越高,。DN25口徑的流量范圍大概在7.5m³/h-75m³/h,，假設(shè)儀表系數(shù)為72000,那么其頻率值為150Hz-1500Hz ，量程比為1:10,。
2.振動(dòng)分析：振動(dòng)根據(jù)場合多種多樣,，但是主要影響渦街流量計(jì)精確度的振動(dòng)有兩種。一種是管道的低頻振動(dòng),，頻率不高,，大概在200Hz以下，我們稱其為低頻振動(dòng),；還有一種是探頭的高頻自振頻率,，也就是探頭諧振頻率,，大概在4000-5000Hz。低頻振動(dòng)主要影響渦街下限頻率,，高頻自振頻率主要影響渦街上限頻率,。
3.校驗(yàn)分析：取一臺(tái)DN25口徑的渦街流量計(jì)，安裝在標(biāo)定設(shè)備上,，我們從100Hz頻率（流量5m³/h）開始,，逐漸加大風(fēng)量至2000Hz頻率（流量100m³/h）,。然后分析管道振動(dòng)如何影響渦街上,、下限。
100Hz-150Hz：頻率值穩(wěn)定,，不過易受管道低頻振動(dòng)影響,，破壞了流量下限。
150Hz-500Hz：不易受管道振動(dòng)影響,，在一般場合進(jìn)行使用,，問題不大。
500Hz-1000Hz：受管道振動(dòng)影響很小,，可以忽略管道振動(dòng),，在這一區(qū)間，渦街流量計(jì)信噪比很高,，性能強(qiáng)勁,。
1000Hz-1200Hz：探頭自振頻率影響開始顯現(xiàn)，伴隨著管道低頻振動(dòng),，信號(hào)質(zhì)量開始變差,，流量計(jì)還能勉強(qiáng)工作。
1200Hz-1500Hz：探頭自振頻率強(qiáng)于渦街探頭頻率,，信噪比變得很低,，大部分渦街流量計(jì)無法正常工作。
1500Hz-2000Hz：探頭自振頻率*占據(jù)主動(dòng),，渦街探頭頻率被淹沒,，渦街流量計(jì)已無法工作。
4.解決方案：對(duì)于下限的管道低頻振動(dòng),，主要是提高探頭靈敏度和轉(zhuǎn)換器下限頻段的放大倍數(shù),，以此來提高信噪比；對(duì)于高頻自振頻率,，目前通常是加大高頻濾波,，使諧振頻率盡可能地衰減；還有另一種方法是使探頭輕量化,，提高諧振頻率,，其主要做法是對(duì)探頭進(jìn)行割窄,、割扁、割短的處理以減輕重量,。
綜上所述,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些解決方案是互相矛盾的。為了有好的下限,，需提高探頭靈敏度,，使用長探頭；但是為了上限又需要短探頭,。因此,，大部分渦街流量計(jì)DN25口徑其流量范圍只能做到8-60m³/h（量程比1:7.5），不能滿足用戶的使用需求,。而DN15口徑,、DN20口徑的情況，更加不能滿足使用需求,。
5.技術(shù)改進(jìn)：說來說去,，歸根結(jié)底是提高信噪比的問題，提高信噪比的方法有很多,，例如：采用低噪聲器件或降低工作電壓,，采用自動(dòng)跟蹤渦街頻率信號(hào)的可變帶通濾波器，屏蔽隔離良好布線等等,，都是有效措施,。隨著電子技術(shù)發(fā)展，市面上也有采用傅氏變換原理,、相關(guān)性原理等進(jìn)行設(shè)計(jì)的諸多渦街流量計(jì)轉(zhuǎn)換器,，限于其相對(duì)復(fù)雜性、成本,、功耗以及穩(wěn)定性原因,，使用效果并不太理想。
大家都知道,，探頭采集到的準(zhǔn)正弦波信號(hào),，經(jīng)放大器放大后，在波峰,、波谷處信噪比好,。若將采集點(diǎn)移至波峰、波谷,，那么渦街流量計(jì)抗振性能會(huì)得到很大的改善,。對(duì)此，我們對(duì)信號(hào)進(jìn)行了相位變換技術(shù)處理，使渦街流量計(jì)只采集波峰,、波谷處的信號(hào),，這樣就提高了信噪比。在不修正探頭尺寸情況下,，DN25口徑能做到在1:10的量程下達(dá)到1%的精度,，在1:20的量程下達(dá)到1.5%的精度；DN15和DN20口徑在1:10量程下,，達(dá)到1%或1.5%的精度,；DN300口徑下限能測到500m³/h，基本滿足了用戶的使用要求,。