摘(zhāi)要:介紹了渦(wo)街流量計的(de)特點，說明了(le)渦街是如何(he)形成⭐的以及(ji)渦街流量計(jì) 的工作原理(lǐ),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(chu)了對故障原(yuan)因的分析,指(zhi)出了處理故(gù)障的辦法和(hé)渦街流量計(jì)使用中的注(zhu)意事項。
0引言(yán)
　　渦街流量計(ji)主要用于工(gōng)業管道介質(zhì)流體的流量(liang)🈲測量，如氣體(ti)、液體、蒸氣等(deng)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(gong)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(jī)械零件,因此(ci)可靠性高,維(wei)護量小，儀表(biǎo)💋參數能長期(qī)穩定。渦街流(liú)量計采用壓(ya)💃🏻電應力式傳(chuán)感器,可在-20℃~+250℃的(de)👣工作溫度範(fàn)圍内工作。有(you)模拟标準信(xìn)号，也有數字(zi)脈沖信号輸(shu)出,容易與計(ji)算機等數字(zi)系統配套使(shǐ)用,是一💚種理(lǐ)想的測量儀(yi)器。
1渦街流量(liang)計的工作原(yuán)理與結構
1.1工(gong)作原理
　　當流(liú)體流動受到(dao)一個垂直于(yú)流動方向的(de)非流線形柱(zhù)體🔞的阻👣礙時(shi),柱體的下遊(yóu)兩側會發生(shēng)明顯的漩渦(wo)㊙️，成爲卡門渦(wō)街✊，渦街的形(xing)成與流體雷(léi)諾數有關,如(ru)圖1。

　　漩渦分離的(de)頻率與流速(sù)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(xuán)渦分離頻率(lü)
St一無量綱常(cháng)數(斯特勞哈(hā)爾)
V-漩渦發生(shēng)體的流速
d-漩(xuan)渦發生體的(de)迎流面寬度(dù)
　　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(shu)。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(tǐ)的速💰度,再由(you)流速求出體(ti)積流量。一段(duan)時間内輸出(chū)的脈沖數與(yǔ)流體的體積(ji)🍓之比(流過單(dān)位體積流體(tǐ)對應的脈沖(chòng)數)稱儀表系(xì)數(K系數。
K=N/Q
式中(zhōng)K一儀表系數(shù)(脈沖/m3)
N-脈沖數(shu)
Q-流體體積(m3)
　　用(yòng)于測量流量(liang)的漩渦分離(lí)頻率随流速(sù)變化而變化(huà)，不受流體密(mì)度和粘度的(de)影響。伴随漩(xuan)渦分離而産(chan)生的壓力脈(mo)動由壓電力(li)敏探頭檢測(ce)出,并在檢測(ce)電路中被轉(zhuǎn)換成與✍️漩渦(wō)頻🌐率相對應(yīng)的脈沖信号(hao),信号轉換器(qì)将此脈沖信(xin)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(he)轉換器兩大(da)部分組成,如(ru)圖2。傳🌈感器包(bāo)括漩渦發生(shēng)體(阻流體)、檢(jian)測元件和儀(yí)表表體等;轉(zhuan)換器包✏️括前(qian)置放大器、濾(lǜ)波整形電路(lù)、D/A轉換電路輸(shū)出接口電路(lù)、端子、支架和(he)防護罩等。
2常(chang)見故障分析(xi)和處理措施(shī)
2.1管道有流量(liàng)儀表無輸出(chu)
　　可能造成這(zhe)種故障的原(yuan)因和對應的(de)解決辦法如(rú)下:
(1)可能的故(gu)障原因是電(diàn)源出現故障(zhang)或供電電源(yuan)未連接。因此(cǐ)要⛹🏻‍♀️檢測電源(yuan)電壓是否符(fu)合要求及電(diàn)源極性是否(fou)正确。如電流(liu)輸🈲出型渦街(jiē)流量計，如果(guo)出現電源極(ji)性接反,輸出(chu)電流爲0mA而不(bú)是4mA。
(2)可能的故(gu)障原因是連(lian)接電纜斷線(xian)或者接線錯(cuò)誤。需要檢☎️測(cè)📧線路是否暢(chàng)通,如有故障(zhàng),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(yi)般要求電容(róng)≥100μF,50V。

(4)可能(néng)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(bo)形，或從輸人(rén)端注入人體(ti)感應信号,觀(guan)察輸出🔞端的(de)變化情況。如(rú)果輸出端沒(méi)有變化，則說(shuo)明放大器工(gōng)作不正常。實(shí)際檢修中也(yě)可以🆚利用現(xian)場有的其他(tā)類型流量😘計(jì)主闆更換進(jìn)行檢查。确定(dìng)放大極闆有(yǒu)故障，應當予(yu)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(zēng)大流量,把此(cǐ)渦街主闆換(huan)置同類型渦(wo)街流量計上(shàng),如排✨除主闆(pan)故障,檢查發(fā)生體。
　　發生體(ti)損壞多出現(xiàn)在蒸汽測量(liàng)系統中,由于(yu)工藝人員💚打(da)開閥門速度(du)過快,使高溫(wēn)高壓水蒸氣(qi)夾帶冷凝水(shuǐ)劇烈沖擊漩(xuán)渦發生體，導(dao)緻其損壞,也(yě)就是✊常說的(de)“水錘”現象。所(suǒ)以要打開導(dao)淋排盡冷凝(níng)水後再緩慢(màn)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(dao)流量過低,沒(mei)有進入測量(liang)範圍。可以增(zeng)大流量看流(liú)量計的反應(ying)。在靠近流量(liàng)計的管道旁(páng)有規律地連(lian)續敲擊,無論(lùn)何種型号的(de)🈲流量計均會(hui)出現流量顯(xiǎn)示。如果被測(ce)☎️介質爲液體(tǐ),最好空管試(shì)驗,因爲液體(tǐ)本身就是消(xiao)振🏃器。故障處(chù)理的方法是(shì)更換通徑小(xiǎo)一些的流量(liang)計或在工藝(yì)條件允許的(de)情況下加大(da)流量。
(7)可能的(de)故障原因是(shì)發生體與殼(ké)體之間的間(jiān)隙是否被細(xì)🤩微😘顆粒卡住(zhu)。該種現象一(yi)般出現于正(zhèng)常工作之後(hou),停機又開機(jī)。如果是這樣(yang)，在确認轉換(huan)放大器及發(fā)💛生體都完好(hǎo)無損的情🚶況(kuàng)下,特别是測(cè)量介質又是(shi)液體,一般可(kě)認爲是該種(zhǒng)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(liàng),用一🈚木制或(huo)橡皮錘子在(zai)流量計下❓部(bù)的焊台上垂(chui)直敲擊,以便(biàn)高💋速流體所(suǒ)産生的負壓(yā)将㊙️細微固體(tǐ)顆粒⛱️帶走。如(rú)果現場允許(xǔ)🔱拆卸清洗,可(kě)以拆下發生(sheng)體,但要求熟(shú)知流量計的(de)結構,特别是(shi)密封墊片及(jí)壓闆🤩螺釘等(deng),一定要嚴格(ge)按使用說明(ming)書的要求安(ān)裝。同時要注(zhu)意拆卸之後(hou)重新安裝的(de)發生體,可能(néng)會對🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流量系(xì)數帶來一些(xiē)變動,雖然其(qi)🏃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(yǐ)🚩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(wo)街流量計,都(dōu)具有二維空(kong)間的🌈抗振性(xing)能。即在流體(tǐ)阻力方向及(jí)漩渦升力方(fang)向能抗住🤟外(wài)界🤟的振動幹(gan)擾,而在漩渦(wo)橫向推力方(fāng)向則不能🐇。如(rú)圖3.

　　最直(zhi)接的檢測方(fang)法是用手感(gǎn)覺管道的震(zhèn)蕩。可以采用(yòng)外部機械消(xiāo)振措施,如用(yong)橡膠軟接頭(tóu)、墊等消振,用(yong)支架🌈固定管(guan)道。另外很多(duo)廠家在設計(jì)渦街流💞量計(ji)的時候也考(kǎo)慮到了防振(zhen)動的需求,調(diao)整一些參數(shu)設置也可以(yi)減♉輕振動對(duì)測量結果的(de)影響,但要注(zhu)意這些參數(shu)設置對流量(liang)計流量🔴上下(xia)限的影🤩響。
(2)檢(jian)測輸出是否(fou)爲50Hz左右的工(gong)頻幹擾,可以(yǐ)用頻率計進(jin)行檢測。處理(lǐ)的方法是選(xuǎn)用帶屏蔽的(de)電纜重新㊙️按(an)規定接線。
(3)檢(jiǎn)測輸出頻率(lǜ)爲任意恒定(ding)頻率或者恒(héng)定輸出電🙇🏻流(liu)值,可能💰的🌈故(gù)障原因是放(fang)大闆損壞，産(chǎn)生自激。處🐅理(li)的方法是更(geng)換放大闆。
(4)檢(jiǎn)測流量計附(fu)近是否有強(qiang)電設備或高(gao)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(jiǎn)測接線腔是(shì)否進水。特别(bié)是電流輸出(chū)方式的渦街(jie)流🥵量計,正、負(fù)接線端子之(zhī)間由于水的(de)導電而形☔成(chéng)旁路電流,可(ke)能造成了無(wú)流量有信号(hào)的現象。
(6)可能(néng)的故障原因(yīn)是放大闆的(de)放大倍數或(huo)觸發靈敏度(du)過高㊙️。解決的(de)方法是調試(shì)放大倍數和(he)靈敏度✨,觀察(cha)對輸出的影(yǐng)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(bì),有漏流量。此(cǐ)時需要在現(xiàn)場檢查壓力(li)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(xin)。檢測的方法(fa)是拆下儀表(biao)檢查法蘭與(yǔ)管道的位置(zhi),如果是由于(yú)安裝不同心(xin)🌈引起✏️的,重新(xin)安裝儀表。
(2)可(kě)能的故障原(yuan)因是直管段(duan)不夠或者管(guan)道内徑與儀(yí)表内徑不一(yī)緻。需要檢測(cè)管道内徑和(hé)儀表内徑,有(yǒu)必要時更換(huan)儀表安裝☎️位(wei)置或加長前(qián)、後直管段。
(3)可(kě)能的故障原(yuan)因是儀表選(xuan)型不合适。如(rú)果選型有👣誤(wu),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(xiàn)👣流量波動。在(zài)工藝條件允(yǔn)許的情況下(xià),加大流量，如(rú)果流量穩定(ding)了，則更換通(tong)徑小一檔的(de)流量計。
(4)可能(néng)的原因是流(liu)體中存在液(ye)氣、液固或氣(qì)固兩相流。渦(wo)街流量計隻(zhī)能測單相流(liú)，不能測兩相(xiang)流,這是由漩(xuan)渦流量計工(gong)作🔞原理所決(jué)定的。檢測時(shi)一般憑經驗(yàn),或根據.流體(ti)性質🆚及工況(kuang)壓力、溫度等(děng)來判斷❗是否(fǒu)存在液氣、液(yè)固、氣固兩相(xiang)流。如介質爲(wei)液氨,輕胫等(deng)易揮發液體(ti)時,容易出現(xian)此類現象。對(duì)于液體，如果(guǒ)是液固兩🤟相(xiang)流，一般可在(zài)流量計的.上(shàng)遊端加裝過(guò)濾器。如果是(shi)液氣兩相流(liú)，則可在流量(liàng)計的.上遊端(duan)加裝消氣器(qì)。
(5)可能的故障(zhàng)原因是流量(liang)計與流量調(diào)節控制系統(tong)産😘生系🥰統☂️振(zhèn)蕩。将調節控(kòng)制系統的閥(fa)門開度控制(zhì)器打到手動(dong)檔,當把閥門(men)開到一定值(zhí)，如果流量顯(xiǎn)示比較穩定(dìng)或稍有些波(bo)動,那說明存(cun)在系統振蕩(dang)🈚。一般處理的(de)方法是重新(xīn)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(ta)将大大減弱(ruò)漩渦的渦漩(xuán)力,由于🏃漩渦(wō)的作用,纖維(wei)物随流體擺(bǎi)動,從而造成(cheng)漩渦的波動(dong)📱，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(zhang)原因是轉換(huàn)放大器的輸(shu)入通道損壞(huai)一路。由工💔作(zuò)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(feng)脈沖将會造(zào)成流量顯💛示(shi)的不穩定。可(ke)以從輸入端(duān)注入人體🚶‍♀️感(gǎn)應信号,用以(yi)觀察輸出端(duan)的變化情況(kuang)。實際檢修中(zhōng)🥰也可以利用(yòng)🤩現場有的其(qí)他類型流量(liàng)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(zhang)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(liú)量計量誤差(chà)大的因素。此(ci)外，還有可能(néng)是以下原因(yīn)造成的故障(zhang)☂️。
(1)測量氣體或(huò)者蒸汽沒有(yǒu)實時溫度補(bǔ)償或固定設(shè)置溫度壓📞力(lì)🌐進行補償。處(chù)理的方法是(shì)加裝溫壓補(bu)償元件或者(zhe)設置固定值(zhi)✍️補償。
(2)測量蒸(zheng)汽時飽和蒸(zheng)汽不是飽和(hé)狀态。處理的(de)方法是檢🏃‍♀️測(ce)工藝🐅流程,改(gǎi)變工藝條件(jiàn)。
(3)檢查配套的(de)二次儀表參(cān)數設置是否(fǒu)正确。配套的(de)🌍.二次儀表的(de)輸入方式必(bì)須與流量計(jì)相對應匹配(pèi),否者将會産(chan)生🏃‍♀️誤差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。
3結束(shù)語
　　通過長期(qī)的工作實踐(jian)證明，隻要對(dui)渦街流量計(jì)的原理、結構(gou)、性🔴能有了全(quán)面深入的了(le)解，加上工作(zuo)經驗的💯輔助(zhu),就會有應付(fù)各種故障情(qíng)況的方法，讓(rang)渦街流量計(ji)成爲流量測(cè)量的得力助(zhu)手☂️。同時對常(cháng)見故障情況(kuàng)進行系統的(de)分析和整理(lǐ)，也有利于對(dui)常見故障現(xian)象有更深層(céng)次的認識,爲(wèi)今後的使用(yòng)和🔆維護打下(xia)更堅實的基(jī)礎。

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