摘(zhāi)要:介紹了渦(wō)街流量計的(de)特點，說明了(le)渦街是如☂️何(hé)形成㊙️的以及(ji)渦街流量計(jì) 的工作原理(li),對渦街流量(liàng)計在現場使(shǐ)用過程中的(de)一🚶‍♀️些故🔅障現(xiàn)象分成四大(dà)類進行了歸(gui)納,相應提出(chū)了對故障❄️原(yuan)因的分⚽析,指(zhǐ)🈲出了處理故(gù)障的辦法和(hé)渦街流㊙️量計(ji)使用中的注(zhù)意事🌏項。
0引言(yan)
　　渦街流量計(ji)主要用于工(gōng)業管道介質(zhì)流體的流量(liàng)測量，如氣體(tǐ)、液體、蒸氣等(děng)多種介質。其(qí)特點是壓力(li)損失⚽小,量程(chéng)範圍大,精度(dù)⛹🏻‍♀️高,在測量工(gōng)況體積流量(liang)❌時幾乎🌈不受(shou)流體密度、壓(yā)力、溫度、粘度(du)等參數的影(ying)響。無可動機(ji)械零件,因此(cǐ)可靠性高,維(wei)護💜量小，儀表(biǎo)參數能長期(qi)穩定。渦街流(liú)量計采用壓(ya)電應力式傳(chuan)感器,可在-20℃~+250℃的(de)🥰工作溫度範(fàn)圍内工作。有(yǒu)模拟标準信(xin)号，也有數字(zì)脈沖信号輸(shū)出,容易與計(jì)算機等數字(zì)系統配套使(shi)用,是一種理(lǐ)想的測量儀(yí)☎️器。
1渦街流量(liang)計的工作原(yuan)理與結構
1.1工(gōng)作原理
　　當流(liu)體流動受到(dào)一個垂直于(yu)流動方向的(de)非流線形柱(zhù)㊙️體的阻礙時(shi),柱體的下遊(you)兩側會發生(sheng)明顯的✂️漩渦(wō)，成爲卡門渦(wo)街，渦街的形(xing)成與流體雷(léi)諾數有🌂關,如(rú)圖1。

　　漩渦分離的(de)頻率與流速(su)成正比，與漩(xuán)渦發生體的(de)寬🈲度🤩成反比(bi),可以用下式(shì)表示:
F=St.·V/d
式中F-漩(xuan)渦分離頻率(lü)
St一無量綱常(chang)數(斯特勞哈(hā)爾)
V-漩渦發生(sheng)體的流速
d-漩(xuán)渦發生體的(de)迎流面寬度(du)
　　通過測量漩(xuan)渦的分離頻(pín)率便可測出(chu)流體流速和(hé)瞬時流量。斯(sī)特勞哈爾數(shu)St是可以通過(guo)實驗确定的(de)🏃無量綱常數(shù)。無💞量綱🏃🏻‍♂️常數(shu)St與類諾數Re函(han)數關系中的(de)線性部分，即(ji)渦街流量❌計(jì)的線性測量(liang)❓範圍,檢測出(chu)頻率F即可求(qiú)得管内流體(ti)的速度,再由(you)流速求出體(ti)積流量。一段(duàn)時間内輸出(chū)的脈沖數與(yu)👉流體的體積(jī)之比(流過單(dān)位體積流體(ti)對應的脈沖(chong)數)稱儀表系(xì)數(K系數。
K=N/Q
式中(zhong)K一儀表系數(shù)(脈沖/m3)
N-脈沖數(shu)
Q-流體體積(m3)
　　用(yong)于測量流量(liàng)的漩渦分離(li)頻率随流速(su)變化而變化(hua)，不受流♌體密(mì)度和粘度的(de)影響。伴随漩(xuán)渦分離而産(chǎn)生的壓力脈(mo)動由壓電🤟力(lì)敏探頭檢測(ce)出,并在檢測(cè)電路中被轉(zhuǎn)換成與漩渦(wo)頻率相對應(yīng)的脈沖信号(hao),信号轉換器(qì)将此脈沖信(xìn)号變換成4--20mA的(de)标準電流信(xìn)号輸出。
1.2結構(gou)
　　渦街流量計(jì)由傳感器和(hé)轉換器兩大(da)部分組成,如(ru)圖2。傳感器包(bāo)☁️括漩渦發生(sheng)體(阻流體)、檢(jian)測元件和儀(yi)表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前(qian)置放大器、濾(lǜ)波整形電路(lu)、D/A轉換電路輸(shū)出接口電路(lu)、端子♊、支架和(hé)防護罩等。
2常(cháng)見故障分析(xi)和處理措施(shi)
2.1管道有流量(liang)儀表無輸出(chu)
　　可能造成這(zhè)種故障的原(yuán)因和對應的(de)解決辦法如(rú)下:
(1)可能的故(gù)障原因是電(dian)源出現故障(zhang)或供電電源(yuan)未⁉️連接。因🔞此(ci)要檢測電源(yuan)電壓是否符(fú)合要求及電(diàn)源極性是否(fou)正确🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。如電流(liú)輸出型渦街(jiē)流量計，如果(guǒ)出現電源極(ji)性接反,輸出(chū)電流爲🌈0mA而不(bu)是4mA。
(2)可能的故(gù)障原因是連(lián)接電纜斷線(xian)或者接線錯(cuo)誤。需要檢測(ce)線路是否暢(chang)通,如有故障(zhang),重新接線并(bing)檢測。
(3)可能的(de)故障原因是(shì)供電電源的(de)波紋系數太(tài)大。檢查時可(kě)🤟以⛷️用一個濾(lǜ)波電解電容(rong)進行試驗，一(yī)般要求電容(rong)≥100μF,50V。

(4)可能(neng)的故障原因(yin)是放大闆某(mou)級有故障。可(ke)以通過觀🔴察(chá)放大🚶器輸入(ru)、輸出端的波(bō)形，或從輸人(ren)端注入🆚人體(ti)感應信号♊,觀(guan)察輸出端的(de)變化情況。如(ru)果輸出端沒(méi)有變化，則說(shuō)明放大器工(gōng)作不正常。實(shí)際檢修中也(ye)可以利用現(xian)場有的其他(tā)類型流量計(jì)主闆更✂️換進(jin)行檢查。确定(dìng)放大極闆有(you)故障，應當予(yǔ)以更換。
(5)可能(neng)的故障原因(yin)是發生體的(de)損壞。檢測的(de)方法首先增(zeng)大流量♈,把此(ci)渦街主闆換(huàn)置同類型渦(wō)街流量計上(shàng),如排除主闆(pǎn)故障,檢☎️查發(fa)生體。
　　發生體(ti)損壞多出現(xian)在蒸汽測量(liang)系統中,由于(yú)工藝人員打(dǎ)開閥門速度(du)過快,使高溫(wen)高壓水蒸氣(qì)夾帶冷凝水(shuǐ)劇🌈烈沖擊漩(xuan)✉️渦發生體，導(dǎo)緻其損壞,也(ye)就是🤟常說的(de)“水錘”現象。所(suǒ)以要打開導(dao)淋排盡冷凝(ning)水後再緩慢(man)打開蒸汽閥(fá)門,避免損壞(huài)漩渦發⭐生體(tǐ)。
(6)可能的故障(zhang)原因是管道(dào)流量過低,沒(mei)有進入測量(liang)範圍。可以增(zēng)大流量看流(liu)量計的反應(yīng)。在靠近流量(liang)計的管道旁(páng)有規律地連(lián)續敲擊,無論(lun)何種型号的(de)流量計均會(hui)出現流量顯(xiǎn)示。如果被測(cè)🏃‍♀️介質爲液體(tǐ)🔞,最好空管試(shì)驗,因爲👨‍❤️‍👨液體(ti)本身就是消(xiāo)振♌器。故障處(chu)🆚理的方法是(shi)更換通徑小(xiao)❗一些的流量(liàng)😘計或在工藝(yi)條件允許的(de)情況下加大(dà)流量🔞。
(7)可能的(de)故障原因是(shi)發生體與殼(ké)體之間的間(jian)隙是否被細(xi)微顆粒卡住(zhu)。該種現象一(yī)般出現于正(zheng)常工作之後(hou),停機又開機(jī)。如果是這樣(yàng)，在确認轉換(huan)放大器及發(fā)🐇生體都完好(hao)無損的情況(kuàng)下,特别是測(ce)量介🔱質又是(shi)液體,一般可(ke)認爲是該種(zhong)故障。處🔴理的(de)方法🌐是如果(guo)生産工藝條(tiáo)件允許,盡可(kě)能開🔱大流量(liang),用一木制或(huò)橡皮錘子在(zai)流量計下部(bu)的焊台上垂(chuí)直敲擊,以便(biàn)高速流體所(suǒ)産生的負壓(ya)将細微固體(ti)顆粒帶走。如(rú)果現場允許(xu)🧡拆卸清洗,可(kě)以拆下發生(shēng)體,但要求熟(shu)知流量計的(de)結構,特别是(shi)密封墊片及(ji)壓闆螺釘等(deng),一定要嚴格(gé)按使用說明(míng)書的要求安(ān)裝。同時要注(zhu)意拆卸之後(hòu)重新✌️安裝的(de)發生體,可能(neng)會對🐪流量系(xi)數帶來一些(xie)變動,雖然其(qí)變化不大,但(dàn)需要修正。
(8)對(duì)照說明書檢(jian)測參數設置(zhi)是否有錯誤(wù)，如果有,予🔆以(yi)修正👄。
2.2通電後(hòu)無流量但是(shi)有輸出
(1)檢測(ce)是否有振動(dòng)。絕大多數渦(wō)街流量計,都(dou)具有二維空(kong)💛間的抗振性(xing)能。即在流體(tǐ)阻力方向及(ji)漩渦升💯力方(fang)向能抗住外(wai)界的振動幹(gàn)擾,而在漩渦(wo)橫向推⭕力方(fang)向🤟則不能。如(ru)圖3.

　　最直(zhi)接的檢測方(fāng)法是用手感(gǎn)覺管道的震(zhen)蕩。可以采🌂用(yòng)🏃外部機🛀🏻械消(xiao)振措施,如用(yong)橡膠軟接頭(tou)、墊等消振,用(yong)🙇🏻支架👅固定管(guǎn)道。另外♍很多(duō)廠家在設計(jì)渦街流⭐量計(ji)的時候也考(kao)慮到了防振(zhen)🆚動的需求,調(diào)整一些參數(shù)設置也可以(yǐ)減輕振動對(dui)測量結果的(de)影響,但要注(zhù)意這些參數(shù)設置對流量(liang)計流量💘上下(xià)限的影響。
(2)檢(jian)測輸出是否(fou)爲50Hz左右的工(gōng)頻幹擾,可以(yǐ)用頻率計進(jìn)行🤞檢測。處理(li)的方法是選(xuǎn)用帶屏蔽的(de)電纜重新按(àn)規定接線。
(3)檢(jian)測輸出頻率(lǜ)爲任意恒定(dìng)頻率或者恒(héng)定輸出電流(liú)值,可能的🔞故(gù)障原因是放(fàng)大闆損壞，産(chan)生自激。處理(lǐ)的方法是更(gèng)換放大闆。
(4)檢(jiǎn)測流量計附(fu)近是否有強(qiang)電設備或高(gāo)頻幹擾。特别(bie)是電📞焊🍓機所(suo)産生的高頻(pín)諧波将會使(shi)流量計無流(liú)量有信号。
(5)檢(jian)測接線腔是(shì)否進水。特别(bie)是電流輸出(chu)方式的渦街(jie)流量計,正、負(fu)接線端子之(zhi)間由于水的(de)導電而形成(chéng)旁路電流,可(kě)能造成了無(wú)流量有信号(hao)的現象。
(6)可能(néng)的故障原因(yin)是放大闆的(de)放大倍數或(huo)觸發靈☂️敏度(dù)過高。解🔴決的(de)方法是調試(shi)放大倍數和(hé)靈敏度,觀察(cha)對輸♊出的影(ying)響,做出必要(yao)的調整。
(7)可能(néng)的故障原因(yin)是管道閥門(men)未徹底關閉(bi),有漏流量。此(ci)時需要在現(xiàn)場檢查壓力(lì)和閥門關閉(bi)情況。
2.3流量輸(shū)出不穩定
(1)可(kě)能的故障原(yuán)因是流量計(ji)安裝不同心(xīn)。檢測的方法(fǎ)是拆下儀🥵表(biao)檢查法蘭與(yu)管道的位置(zhi),如果是由于(yu)安裝不🎯同心(xīn)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼引起🌏的,重新(xin)安裝儀表。
(2)可(ke)能的故障原(yuan)因是直管段(duan)不夠或者管(guǎn)道内徑與儀(yí)🤞表内徑♉不🤟一(yi)緻。需要檢測(ce)管道内徑和(hé)儀表内徑,有(you)必要時更換(huan)儀表⭐安裝位(wei)置或加長前(qián)、後直管段。
(3)可(ke)能的故障原(yuan)因是儀表選(xuǎn)型不合适。如(ru)果選型有誤(wù),常用♍流量在(zài)非線性區,甚(shen)至在臨界死(si)區附近,那麽(me)就可能出現(xian)流量🤩波動✨。在(zài)工藝條件允(yǔn)許的情況下(xià),加大流量，如(ru)🔅果流量穩定(dìng)了，則更換通(tōng)徑小一檔的(de)流量計。
(4)可能(néng)的原因是流(liú)體中存在液(yè)氣、液固或氣(qi)固兩相流。渦(wō)街流量計隻(zhi)能測單相流(liú)，不能測兩相(xiang)流,這是由漩(xuan)渦流量計工(gōng)作原理所決(jué)定的。檢測時(shí)一般憑🈚經驗(yàn),或根據.流體(tǐ)性質及工況(kuàng)壓力、溫度等(děng)來判斷📞是否(fǒu)存在液氣、液(ye)固、氣固兩相(xiàng)流。如介質爲(wei)液氨,輕胫等(deng)易揮發液體(ti)時,容易出現(xiàn)此類現💘象。對(duì)于液體😄，如果(guo)是液固兩相(xiang)流，一般可在(zài)流量計的.上(shang)遊端加裝過(guò)濾器。如果是(shi)液氣兩相流(liu)，則可在流量(liàng)計的.上遊端(duan)加裝消氣器(qì)。
(5)可能的故障(zhang)原因是流量(liang)計與流量調(diao)節控制系統(tǒng)産生系統🥵振(zhen)蕩。将調節控(kong)制系統的閥(fá)門開度控制(zhi)🛀🏻器打🐪到手動(dong)檔,當把💋閥門(mén)開到一定值(zhi)，如果流量顯(xiǎn)示比較♍穩定(ding)或稍有些波(bō)動,那✂️說明存(cún)在系統振蕩(dàng)。一般處理的(de)方法是重新(xin)整定PID參數。
(6)可(ke)能的故障原(yuan)因是發生體(tǐ)上纏繞有纖(xiān)維物。如果發(fa)生體🚶上✌️纏繞(rao)着纖維物，它(tā)将大大減弱(ruo)漩渦的渦漩(xuán)力🌂,由于漩渦(wō)的作用,纖維(wéi)物随流體擺(bai)動,從而造成(cheng)漩渦的波動(dòng)✊，流量顯示亦(yi)波動。可以拆(chāi)除檢測,清💋理(lǐ)後重新安裝(zhuāng)。
(7)可能的故障(zhàng)原因是轉換(huàn)放大器的輸(shu)入通道損壞(huài)一路✉️。由💯工🔴作(zuo)原理可知,當(dang)一路信号沒(méi)有之後,信噪(zao)比大大下🔱降(jiàng),背景噪聲未(wei)衰減進入後(hou)面處理,尖峰(fēng)脈沖将💋會造(zào)成流量顯示(shi)的不穩定。可(kě)以從輸入端(duan)注入人體感(gǎn)應信号,用以(yi)觀察輸出端(duān)的‼️變化情況(kuàng)💁。實際檢修中(zhōng)也可以利用(yong)現場有的其(qi)他類型流量(liang)計主闆更換(huan)進行檢查。确(que)定有故障,應(yīng)當予以更換(huàn)。
(8)可能的故障(zhàng)原因是儀表(biǎo)參數設置錯(cuò)誤。對照說明(ming)書檢測各項(xiang)參數,如有錯(cuo)誤重新設置(zhì)。
2.4流量計量誤(wù)差較大
2.3中提(ti)到的各項故(gù)障原因也都(dou)有可能是流(liu)量計量誤差(cha)大的⭐因素。此(cǐ)外，還有可能(neng)是以下原因(yīn)造成的故障(zhang)。
(1)測量氣體或(huò)者蒸汽沒有(you)實時溫度補(bǔ)償或固定設(she)置溫度壓力(li)🔴進行補償。處(chù)理的方法是(shì)加裝溫壓補(bǔ)償元件或者(zhe)設置固定值(zhi)補償。
(2)測量蒸(zhēng)汽時飽和蒸(zhēng)汽不是飽和(he)狀态。處理的(de)方法是檢測(cè)工藝流程,改(gǎi)變工藝條件(jiàn)。
(3)檢查配套的(de)二次儀表參(can)數設置是否(fou)正确。配套的(de)🔱.二次儀表的(de)輸入方式必(bi)須與流量計(jì)相對應匹配(pèi),否者将會産(chǎn)生誤差。
3結束(shu)語
　　通過長期(qī)的工作實踐(jiàn)證明，隻要對(duì)渦街流量計(ji)的原理、結構(gòu)、性能有了全(quán)面深入的了(le)解，加上工作(zuò)經驗的輔助(zhù),就會有應♉付(fù)各種故障情(qing)況的方法，讓(ràng)渦🏃🏻‍♂️街流量🔱計(jì)成爲流量測(ce)量的得力助(zhù)手。同時對常(chang)見故障情況(kuàng)進行系統的(de)分析和整理(li)，也有利于對(dui)常見故障現(xian)象有更深層(céng)次的認識,爲(wei)今後的使用(yòng)和維護打下(xià)更堅實的基(jī)礎。

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