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渦街流量計(jì)的工作原理，應(yīng)用及常見(jiàn)故障分析
閱讀：753 發(fā)布時(shí)間：2020-11-24
一、渦街流量計(jì)的工作原理：
渦街流量計(jì)的原理是在流量計(jì)管道中，設(shè)置一滯流件，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時(shí)，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱的旋渦，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開(kāi)，形成所謂的卡門(mén)(Karman)旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，卡門(mén)從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度，L為兩個(gè)相鄰旋渦間的距離)時(shí)，旋渦列是穩(wěn)定的。
渦街流量計(jì)是基于卡門(mén)渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計(jì)。即在流動(dòng)的流體中放置一個(gè)非流線型的對(duì)稱形狀的物體(渦街流量傳感器中稱之為漩渦發(fā)生體)，就會(huì)在其下流兩側(cè)產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦即卡門(mén)渦街，其漩渦頻率正比于來(lái)流速度：F=Stu/d
式中F—渦街頻率d—漩渦發(fā)生體寬度
u—來(lái)流速度St—斯特勞哈爾數(shù)
St的值與漩渦發(fā)生體寬度d和雷諾數(shù)Re有關(guān)。當(dāng)雷諾數(shù)Re<2×104情況下，St為變數(shù)：當(dāng)Re在2×104～7×106的范圍內(nèi)，St值基本上保持不變，這段范圍為流量計(jì)的基本測(cè)量范圍。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動(dòng)特性的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)，其物理意義是流體流動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。
上式表明，當(dāng)d和St為定值時(shí)，漩渦產(chǎn)生的頻率F與流體的平均流速u(mài)成正比，通過(guò)測(cè)量漩渦的頻率就可得到流體的流量，利用這一特性制成了渦街流量計(jì)。
二、渦街流量計(jì)的特點(diǎn)：
1.渦街流量計(jì)幾乎可用于一切可形成旋渦列的場(chǎng)合，不僅可用于封閉的管道，還可用于開(kāi)放的溝槽。
2.應(yīng)用范圍廣，氣體、液體和蒸汽都可測(cè)量。
3.渦街流量計(jì)沒(méi)有可動(dòng)的機(jī)械部件，維護(hù)工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定；與孔板式流量計(jì)相比，渦街流量計(jì)測(cè)量范圍大，壓力損失小，準(zhǔn)確度高，不需配導(dǎo)壓管，安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單。
4.但渦街流量計(jì)的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多，容易在使用現(xiàn)場(chǎng)被忽略而影響流量計(jì)性能的正確發(fā)揮。
5.渦街流量計(jì)的測(cè)量范圍較大，一般10：1
6.使用時(shí)注意避免機(jī)械振動(dòng)，尤其是管道的橫向振動(dòng)
7.介質(zhì)溫度對(duì)渦街流量計(jì)的使用性能也有很大的影響
三、渦街流量計(jì)常見(jiàn)的故障
①指示長(zhǎng)期不準(zhǔn)；②始終無(wú)指示；③指示大范圍波動(dòng)，無(wú)法讀數(shù)；④指示不回零；⑤小流量時(shí)無(wú)指示；⑧大流量時(shí)指示還可以，小流量時(shí)指示不準(zhǔn)；⑦流量變化時(shí)指示變化跟不上；⑧儀表K系數(shù)無(wú)法確定，多處資料均不一致。
1、選型方面的問(wèn)題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設(shè)計(jì)選型之后由于工藝條件變動(dòng)，使得選擇大了―個(gè)規(guī)格，實(shí)際選型應(yīng)選擇盡可能小的口徑，以提高測(cè)量精度，這方面的原因主要同問(wèn)題①、③、⑥有關(guān)。比如，一條渦街管線設(shè)計(jì)上供幾個(gè)設(shè)備使用，由于工藝部分設(shè)備有時(shí)候不使用，造成目前實(shí)際使用流量減小，實(shí)際使用造成原設(shè)計(jì)選型口徑過(guò)大，相當(dāng)于提高了可測(cè)的流量下限，工藝管道小流量時(shí)指示無(wú)法保證，流量大時(shí)還可以使用，因?yàn)槿绻匦赂脑煊袝r(shí)候難度太大.工藝條件的變動(dòng)只是臨時(shí)的。可結(jié)合參數(shù)的重新整定以提高指示準(zhǔn)確度。
2、安裝方面的問(wèn)題。主要是傳感器前面的直管段長(zhǎng)度不夠，影響測(cè)量精度，這方面的原因主要同問(wèn)題①有關(guān)。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致儀表指示有誤.參數(shù)錯(cuò)誤使得二次儀表滿度頻率計(jì)算錯(cuò)誤，這方面的原因主要同問(wèn)題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長(zhǎng)期不準(zhǔn)，實(shí)際滿度頻率大干計(jì)算的滿度頻率的使得指示大范圍波動(dòng)，無(wú)法讀數(shù)，而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的終確定，解決辦法是確定參數(shù)重新標(biāo)定。
4、二次儀表故障。這部分故障較多，包括：一次儀表電路板有斷線之處，量程設(shè)定有個(gè)別位顯示壞，K系數(shù)設(shè)定有個(gè)別位顯示壞，使得無(wú)法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定，這部分原因主要向問(wèn)題①、②有關(guān)。通過(guò)修復(fù)相應(yīng)的故障，問(wèn)題就能得以解決。
5、線路連接問(wèn)題。部分回路表面上看線路連接很好，仔細(xì)檢查，有的接頭實(shí)際已松動(dòng)造成回路中斷，有的接頭雖連接很緊但由于副線問(wèn)題緊固螺釘卻緊固在了線皮上，也使得回路中斷，這部分原因主要同問(wèn)題②有關(guān)。
6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問(wèn)題。由于后續(xù)儀表的問(wèn)題或者由于后續(xù)儀表的檢修，使得二次儀表的mA輸出回路中斷，對(duì)于這類(lèi)型的二次儀表來(lái)說(shuō)，這部分原因主要同問(wèn)題②有關(guān)。
7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無(wú)指示。由于長(zhǎng)期運(yùn)行，再加上受到灰塵的影響，造成平軸電纜故障，通過(guò)清洗或者更換平軸電線，問(wèn)題可得以解決。
8、對(duì)于問(wèn)題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松，造成表頭下沉，指針與表殼摩擦大，動(dòng)作不靈，通過(guò)調(diào)整表頭并重新固定，問(wèn)題相應(yīng)解決。
9、使用環(huán)境問(wèn)題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分，由于環(huán)境濕度大，造成線路板受潮，這部分原因主要同問(wèn)題②、②有關(guān)。解決辦法是改用分體式流量計(jì)。
10、由于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校不好，或者由于調(diào)校之后的實(shí)際情況的再變動(dòng)。由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好.或者由于調(diào)整之后運(yùn)行一段時(shí)間之后現(xiàn)場(chǎng)情況的再變動(dòng)，造成指示問(wèn)題、這部分原因主要同問(wèn)題④、⑤有關(guān)。使用示波器，加上結(jié)合工藝運(yùn)行情況，重新調(diào)整。