摘要:介(jie)紹了渦街(jie)流量計的(de)特點，說明(ming)了渦街是(shi)如何形✂️成(cheng)的🚩以及渦(wo)街流量計(ji)
的工作原(yuan)理,對渦街(jie)流量計在(zai)現場使用(yong)過程中的(de)一些故障(zhang)現象分成(cheng)四大類進(jin)行了歸納(na),相應提出(chu)了對故障(zhang)原因的分(fen)析,指出了(le)處理故障(zhang)的辦法和(he)渦街流量(liang)計使用中(zhong)的注意事(shi)項。
0引言
渦(wo)街流量計(ji)主要用于(yu)工業管道(dao)介質流體(ti)的流量測(ce)量，如氣體(ti)、液體、蒸氣(qi)等多種介(jie)質。其特點(dian)是壓力損(sun)失小,量程(cheng)範圍大,精(jing)度高,在測(ce)量工況體(ti)積流量時(shi)幾乎不受(shou)流體密度(du)、壓力、溫🤟度(du)、粘度等參(can)數的影響(xiang)。無可動機(ji)械零件,因(yin)此可靠性(xing)高,維護量(liang)小，儀表參(can)數能長期(qi)穩定。渦街(jie)流量計采(cai)用壓💜電應(ying)力式傳感(gan)器,可在-20℃~+250℃的(de)工作溫度(du)範圍内工(gong)作。有模拟(ni)标準信号(hao)，也有數字(zi)脈沖信号(hao)輸出,容易(yi)與計算機(ji)等數字系(xi)統配套使(shi)用,是一種(zhong)理想的測(ce)量儀🍓器🤩。
1渦(wo)街流量計(ji)的工作原(yuan)理與結構(gou)
1.1工作原理(li)
當流體流(liu)動受到一(yi)個垂直于(yu)流動方向(xiang)的非流線(xian)形💜柱體的(de)阻❄️礙時,柱(zhu)體的下遊(you)兩側會發(fa)生明顯的(de)漩渦，成爲(wei)卡門渦街(jie)，渦街💃🏻的形(xing)成與流體(ti)雷諾數有(you)關,如圖1。
漩渦分離(li)的頻率與(yu)流速成正(zheng)比，與漩渦(wo)發生體的(de)寬🌂度成反(fan)比,可以用(yong)下式表示(shi):
F=St.·V/d
式中F-漩渦(wo)分離頻率(lü)
St一無量綱(gang)常數(斯特(te)勞哈爾)
V-漩(xuan)渦發生體(ti)的流速
d-漩(xuan)渦發生體(ti)的迎流面(mian)寬度
通過(guo)測量漩渦(wo)的分離頻(pin)率便可測(ce)出流體流(liu)速和瞬時(shi)流量。斯特(te)勞哈爾數(shu)St是可以通(tong)過實驗确(que)定的無量(liang)綱常數。無(wu)量綱常數(shu)🏃♀️St與類諾數(shu)Re函數關系(xi)中的線性(xing)部分，即渦(wo)街流量計(ji)的線性測(ce)量範圍,檢(jian)測出頻率(lü)F即可求得(de)管内流體(ti)的速度,再(zai)由流👨❤️👨速求(qiu)出體積流(liu)量。一段時(shi)間内輸出(chu)的脈沖數(shu)與流體的(de)體積之比(bi)(流過單位(wei)體積流體(ti)對應的脈(mo)沖數)稱儀(yi)表系數(K系(xi)數。
K=N/Q
式中K一(yi)儀表系數(shu)(脈沖/m3)
N-脈沖(chong)數
Q-流體體(ti)積(m3)
用于測(ce)量流量的(de)漩渦分離(li)頻率随流(liu)速變化而(er)變化⭐，不受(shou)流體密度(du)和粘度的(de)影響。伴随(sui)漩渦分離(li)而産生的(de)壓力脈動(dong)由🔞壓電力(li)敏探頭檢(jian)測出,并在(zai)檢測電路(lu)中被轉換(huan)成與漩渦(wo)頻率相對(dui)應的脈沖(chong)信号,信号(hao)轉❄️換器将(jiang)此脈沖信(xin)号變換成(cheng)4--20mA的标準電(dian)流🌈信号輸(shu)出。
1.2結構
渦(wo)街流量計(ji)由傳感器(qi)和轉換器(qi)兩大部分(fen)組成,如圖(tu)2。傳感😍器🆚包(bao)括漩渦發(fa)生體(阻流(liu)體)、檢測元(yuan)件和儀表(biao)表✏️體等;轉(zhuan)換器包🈲括(kuo)前置放大(da)器、濾波整(zheng)形電路、D/A轉(zhuan)換電路輸(shu)出♈接口電(dian)♍路、端子🌈、支(zhi)架和防護(hu)罩等。
2常見(jian)故障分析(xi)和處理措(cuo)施
2.1管道有(you)流量儀表(biao)無輸出
可(ke)能造成這(zhe)種故障的(de)原因和對(dui)應的解決(jue)辦法如下(xia):
(1)可能的故(gu)障原因是(shi)電源出現(xian)故障或供(gong)電電源未(wei)連接🔞。因此(ci)要❤️檢測電(dian)源電壓是(shi)否符合要(yao)求及電源(yuan)🤞極性是否(fou)🥵正确。如電(dian)流輸出型(xing)渦街流量(liang)計，如果出(chu)現電源極(ji)性接反,輸(shu)出電流爲(wei)✍️0mA而不是4mA。
(2)可(ke)能的故障(zhang)原因是連(lian)接電纜斷(duan)線或者接(jie)線錯誤。需(xu)要檢🌈測線(xian)路是否暢(chang)通,如有故(gu)障,重新接(jie)線并檢測(ce)。
(3)可能的故(gu)障原因是(shi)供電電源(yuan)的波紋系(xi)數太大。檢(jian)查時可以(yi)用一個濾(lü)波電解電(dian)容進行試(shi)驗，一般要(yao)求電容≥100μF,50V。
(4)可(ke)能的故障(zhang)原因是放(fang)大闆某級(ji)有故障。可(ke)以通過觀(guan)察放大🐅器(qi)♊輸入、輸出(chu)端的波形(xing)，或從輸人(ren)端注入😄人(ren)體⭐感應信(xin)号✍️,觀察輸(shu)出端的變(bian)化情況。如(ru)果輸出端(duan)沒有變化(hua)，則說明放(fang)大器工作(zuo)不正常。實(shi)際檢修中(zhong)也可以利(li)用現場有(you)的其他類(lei)型流量計(ji)主闆更換(huan)進行檢查(cha)。确定放大(da)極🥵闆有故(gu)障，應當予(yu)以更換。
(5)可(ke)能的故障(zhang)原因是發(fa)生體的損(sun)壞。檢測的(de)方法首先(xian)㊙️增大流量(liang),把此渦街(jie)主闆換置(zhi)同類型渦(wo)街流量計(ji)上,如排除(chu)主闆故障(zhang),檢查發生(sheng)體。
發生體(ti)損壞多出(chu)現在蒸汽(qi)測量系統(tong)中,由于工(gong)藝人員打(da)開閥門速(su)度過快,使(shi)高溫高壓(ya)水蒸氣夾(jia)帶冷凝水(shui)劇烈沖擊(ji)漩渦發🏒生(sheng)體，導緻其(qi)損壞,也就(jiu)是♊常說的(de)“水錘”現✂️象(xiang)。所以要打(da)開導淋排(pai)盡冷凝水(shui)後再緩慢(man)打開蒸汽(qi)閥門,避免(mian)損壞漩渦(wo)發生體。
(6)可(ke)能的故障(zhang)原因是管(guan)道流量過(guo)低,沒有進(jin)入測量範(fan)圍👨❤️👨。可以💚增(zeng)大流量看(kan)流量計的(de)反應。在靠(kao)近流量計(ji)的管道旁(pang)有規律㊙️地(di)連續敲擊(ji),無論何種(zhong)型号的😘流(liu)量計✌️均會(hui)出現流量(liang)顯示。如🏃♂️果(guo)被測介質(zhi)爲液體🛀🏻,最(zui)好空管試(shi)驗,因爲😘液(ye)體本身就(jiu)是消振器(qi)。故障處理(li)的方法是(shi)🈲更換通徑(jing)小一些的(de)流量計或(huo)在工藝條(tiao)件允許的(de)情況下加(jia)大流量。
(7)可(ke)能的故障(zhang)原因是發(fa)生體與殼(ke)體之間的(de)間隙是否(fou)被細微♊顆(ke)粒卡住。該(gai)種現象一(yi)般出現于(yu)正常工作(zuo)之後,停機(ji)又開機。如(ru)果💃🏻是這樣(yang)，在确認轉(zhuan)換放大器(qi)及發生體(ti)都完好無(wu)損的情況(kuang)下,特别是(shi)測量介質(zhi)又是液體(ti),一般可♈認(ren)爲是該種(zhong)故障。處理(li)的方法☎️是(shi)如果生産(chan)工藝條件(jian)允許,盡可(ke)能開大流(liu)量,用一木(mu)制或橡皮(pi)錘子在流(liu)量計下部(bu)的焊台上(shang)垂直敲擊(ji),以便高速(su)流體🐪所産(chan)生的負壓(ya)将🌈細微固(gu)體顆粒帶(dai)👅走。如果現(xian)場允許拆(chai)卸清洗,可(ke)以拆下✨發(fa)生體,但要(yao)求熟知流(liu)量計的結(jie)💁構,特别是(shi)密封墊片(pian)及壓闆😄螺(luo)釘等,一定(ding)要嚴🥰格按(an)使用說明(ming)書的要✏️求(qiu)安裝。同時(shi)要注意拆(chai)卸之後重(zhong)新安裝的(de)發生體,可(ke)能會對流(liu)量系數帶(dai)來一些變(bian)動,雖然其(qi)變化不大(da),但需要修(xiu)正。
(8)對照說(shuo)明書檢測(ce)參數設置(zhi)是否有錯(cuo)誤，如果有(you),予以修正(zheng)。
2.2通電後無(wu)流量但是(shi)有輸出
(1)檢(jian)測是否有(you)振動。絕大(da)多數渦街(jie)流量計,都(dou)具有二維(wei)空間的抗(kang)🏃🏻振性能。即(ji)在流體阻(zu)力方向及(ji)漩渦升力(li)方向能抗(kang)住外界的(de)振動幹擾(rao),而在漩渦(wo)橫向推🔞力(li)方向則不(bu)能。如圖3.
最直接的(de)檢測方法(fa)是用手感(gan)覺管道的(de)震蕩。可以(yi)采📧用外部(bu)機械消振(zhen)措施,如用(yong)橡膠軟接(jie)頭、墊等消(xiao)振,用支架(jia)❗固定管道(dao)。另外👉很多(duo)廠家在設(she)計渦街流(liu)量計的時(shi)候也考慮(lü)到了防振(zhen)動的需求(qiu),調整一些(xie)❤️參數設置(zhi)也可以減(jian)輕振動對(dui)測量結果(guo)的影響,但(dan)要注意這(zhe)些參數設(she)置對流量(liang)計流量上(shang)下限的影(ying)❓響。
(2)檢測輸(shu)出是否爲(wei)50Hz左右的工(gong)頻幹擾,可(ke)以用頻率(lü)計☀️進行檢(jian)測。處理的(de)方法是選(xuan)用帶屏蔽(bi)的電纜重(zhong)新按規📞定(ding)接👈線。
(3)檢測(ce)輸出頻率(lü)爲任意恒(heng)定頻率或(huo)者恒定輸(shu)出電流值(zhi),可能📱的故(gu)障原因是(shi)放大闆損(sun)壞，産生自(zi)激。處理的(de)方法是更(geng)換放👣大闆(pan)。
(4)檢測流量(liang)計附近是(shi)否有強電(dian)設備或高(gao)頻幹擾。特(te)别是🤞電焊(han)機所産生(sheng)的高頻諧(xie)波将會使(shi)流量計無(wu)流量有信(xin)号。
(5)檢測接(jie)線腔是否(fou)進水。特别(bie)是電流輸(shu)出方式的(de)渦街流量(liang)❄️計,正🚶、負接(jie)線端子之(zhi)間由于水(shui)的導電而(er)形成旁路(lu)電流,可能(neng)造成了無(wu)流量有信(xin)号的現象(xiang)。
(6)可能的故(gu)障原因是(shi)放大闆的(de)放大倍數(shu)或觸發靈(ling)敏度過高(gao)🔴。解決的方(fang)法是調試(shi)放大倍數(shu)和靈敏度(du),觀察🤩對輸(shu)出的❄️影響(xiang),做出必要(yao)的調整。
(7)可(ke)能的故障(zhang)原因是管(guan)道閥門未(wei)徹底關閉(bi),有漏流量(liang)。此時需要(yao)在現場檢(jian)查壓力和(he)閥門關閉(bi)情況。
2.3流量(liang)輸出不穩(wen)定
(1)可能的(de)故障原因(yin)是流量計(ji)安裝不同(tong)心。檢測的(de)方法🔆是拆(chai)🚶下儀表檢(jian)查法蘭與(yu)管道的位(wei)置,如果是(shi)由于安裝(zhuang)不同心引(yin)起的,重新(xin)安裝儀表(biao)。
(2)可能的故(gu)障原因是(shi)直管段不(bu)夠或者管(guan)道内徑與(yu)儀表内徑(jing)不一緻。需(xu)要檢測管(guan)道内徑和(he)儀表内徑(jing),有必要時(shi)更換儀表(biao)安裝位置(zhi)或加長前(qian)、後直管段(duan)。
(3)可能的故(gu)障原因是(shi)儀表選型(xing)不合适。如(ru)果選型有(you)誤,常用流(liu)量🐆在非線(xian)性區,甚至(zhi)在臨界死(si)區附近,那(na)麽就可能(neng)出現流量(liang)波動。在工(gong)藝條件允(yun)許的情況(kuang)下,加大流(liu)量，如⚽果流(liu)量穩定了(le)，則更換通(tong)徑小一檔(dang)的流量計(ji)。
(4)可能的原(yuan)因是流體(ti)中存在液(ye)氣、液固或(huo)氣固兩相(xiang)流。渦街流(liu)量計隻能(neng)測單相流(liu)，不能測兩(liang)相流,這是(shi)由漩☁️渦流(liu)量計工作(zuo)原理所決(jue)定的。檢測(ce)時一般憑(ping)經驗,或根(gen)據.流😘體性(xing)質及工況(kuang)壓力、溫度(du)等來判斷(duan)是否存在(zai)液氣、液固(gu)、氣固兩相(xiang)流。如介質(zhi)爲液氨,輕(qing)胫等易揮(hui)發液體時(shi),容易出現(xian)此類現象(xiang)。對于液體(ti)📞，如果是液(ye)固☀️兩相流(liu)，一般可在(zai)🧑🏽🤝🧑🏻流量計的(de).上遊端加(jia)裝過濾器(qi)。如果是液(ye)氣兩相流(liu)，則可在流(liu)量計的.上(shang)遊端加裝(zhuang)消氣器。
(5)可(ke)能的故障(zhang)原因是流(liu)量計與流(liu)量調節控(kong)制系統産(chan)生系🏃♀️統振(zhen)蕩。将調節(jie)控制系統(tong)的閥門開(kai)度控制器(qi)打到手動(dong)檔,當把閥(fa)門開到一(yi)定值，如果(guo)流量顯示(shi)比較穩定(ding)或稍有些(xie)波動,那說(shuo)明存在系(xi)統振蕩。一(yi)般處理的(de)方法是重(zhong)新整定PID參(can)數。
(6)可能的(de)故障原因(yin)是發生體(ti)上纏繞有(you)纖維物。如(ru)果🏃♂️發生體(ti)✍️上纏繞着(zhe)纖維物，它(ta)将大大減(jian)弱漩渦的(de)渦漩力,由(you)于漩渦⭕的(de)作🍓用,纖維(wei)物随流體(ti)擺動,從而(er)造成漩渦(wo)的波動👈，流(liu)量顯示亦(yi)波動。可以(yi)拆除檢測(ce),清理後重(zhong)新安裝。
(7)可(ke)能的故障(zhang)原因是轉(zhuan)換放大器(qi)的輸入通(tong)道損壞🥰一(yi)路。由✌️工作(zuo)🔱原理可知(zhi),當一路信(xin)号沒有之(zhi)後,信噪比(bi)大大下🐅降(jiang),背景噪聲(sheng)未衰減進(jin)入後面處(chu)理,尖峰🐪脈(mo)沖将會造(zao)成流量顯(xian)示的不穩(wen)定。可以從(cong)輸入端注(zhu)入人體感(gan)應信号,用(yong)以觀察🈲輸(shu)出端的變(bian)化情況。實(shi)際檢修中(zhong)也可以利(li)用現場有(you)的其他類(lei)型流量計(ji)主闆更換(huan)進行檢查(cha)。确定有故(gu)障,應當予(yu)以❤️更換。
(8)可(ke)能的故障(zhang)原因是儀(yi)表參數設(she)置錯誤。對(dui)照說明書(shu)檢測各🧑🏽🤝🧑🏻項(xiang)參數,如有(you)錯誤重新(xin)設置。
2.4流量(liang)計量誤差(cha)較大
2.3中提(ti)到的各項(xiang)故障原因(yin)也都有可(ke)能是流量(liang)計量誤差(cha)大的⛱️因素(su)。此外，還有(you)可能是以(yi)下原因造(zao)成的故障(zhang)。
(1)測量氣體(ti)或者蒸汽(qi)沒有實時(shi)溫度補償(chang)或固定設(she)置溫度壓(ya)力進行補(bu)償。處理的(de)方法是加(jia)裝溫壓補(bu)償元😄件或(huo)者設置固(gu)定值補償(chang)。
(2)測量蒸汽(qi)時飽和蒸(zheng)汽不是飽(bao)和狀态。處(chu)理的方法(fa)是檢測工(gong)藝流程,改(gai)變工藝條(tiao)件。
(3)檢查配(pei)套的二次(ci)儀表參數(shu)設置是否(fou)正确。配套(tao)的.二次儀(yi)表👉的輸入(ru)方式必須(xu)與流量計(ji)相對應匹(pi)配,否者将(jiang)會👣産生誤(wu)差⭕。
3結束語(yu)
通過長期(qi)的工作實(shi)踐證明，隻(zhi)要對渦街(jie)流量計的(de)原理、結構(gou)🌈、性能有了(le)全面深入(ru)的了解，加(jia)上工作經(jing)驗的輔助(zhu),就會有應(ying)付各種故(gu)障情況的(de)方法，讓渦(wo)街流量計(ji)成爲流量(liang)測🏃🏻量的得(de)🌐力助手。同(tong)時對常見(jian)🌐故障情況(kuang)進行系統(tong)的分析和(he)整理，也有(you)👅利于對常(chang)🍓見故障現(xian)象有更深(shen)層次的認(ren)識,爲今後(hou)的使用和(he)⭐維護打下(xia)更堅實的(de)基礎。
以上(shang)内容源于(yu)網絡，如有(you)侵權聯系(xi)即删除!
