摘(zhai)要:介紹(shao)了渦街(jie)流量計(ji)的特點(dian)，說明了(le)渦街是(shi)如何形(xing)🔱成的🍓以(yi)及渦街(jie)流量計(ji) 的工作(zuo)原理,對(dui)渦街流(liu)量計在(zai)現場使(shi)用過程(cheng)中的一(yi)些故障(zhang)現象分(fen)成四大(da)類進行(hang)了歸納(na),相應提(ti)出了對(dui)故障原(yuan)因的分(fen)析,指出(chu)了處理(li)故障的(de)辦法和(he)渦街流(liu)量計使(shi)用中的(de)注意事(shi)項。
0引言(yan)
　　渦街流(liu)量計主(zhu)要用于(yu)工業管(guan)道介質(zhi)流體的(de)流量測(ce)⁉️量，如氣(qi)體🍉、液體(ti)、蒸氣等(deng)多種介(jie)質。其特(te)點是壓(ya)力損失(shi)小,量程(cheng)範圍大(da),精度高(gao),在測量(liang)工況體(ti)積流量(liang)時幾乎(hu)不受流(liu)體密度(du)、壓力、溫(wen)度、粘度(du)等參數(shu)的影響(xiang)。無可動(dong)機械零(ling)件,因此(ci)可靠💰性(xing)高,維護(hu)量小，儀(yi)表⛹🏻‍♀️參數(shu)能長期(qi)穩定。渦(wo)街流量(liang)計采用(yong)壓電應(ying)力式傳(chuan)感器,可(ke)在-20℃~+250℃的☀️工(gong)作溫度(du)範圍内(nei)工作。有(you)模拟标(biao)準信号(hao)，也有數(shu)字脈沖(chong)信号輸(shu)出,容易(yi)與計算(suan)機等數(shu)字🈲系統(tong)配套使(shi)用,是一(yi)種理想(xiang)的測量(liang)儀器。
1渦(wo)街流量(liang)計的工(gong)作原理(li)與結構(gou)
1.1工作原(yuan)理
　　當流(liu)體流動(dong)受到一(yi)個垂直(zhi)于流動(dong)方向的(de)非流線(xian)形柱體(ti)的阻礙(ai)時,柱體(ti)的下遊(you)兩側會(hui)發生明(ming)顯的漩(xuan)渦，成爲(wei)卡門渦(wo)街☁️，渦街(jie)的形成(cheng)與流體(ti)雷諾數(shu)有✌️關,如(ru)圖1。

　　漩渦(wo)分離的(de)頻率與(yu)流速成(cheng)正比，與(yu)漩渦發(fa)生體的(de)寬度成(cheng)反比,可(ke)以用下(xia)式表示(shi):
F=St.·V/d
式中F-漩(xuan)渦分離(li)頻率
St一(yi)無量綱(gang)常數(斯(si)特勞哈(ha)爾)
V-漩渦(wo)發生體(ti)的流速(su)
d-漩渦發(fa)生體的(de)迎流面(mian)寬度
　　通(tong)過測量(liang)漩渦的(de)分離頻(pin)率便可(ke)測出流(liu)體流速(su)和瞬時(shi)流🔴量💯。斯(si)💘特勞哈(ha)爾數St是(shi)可以通(tong)過實驗(yan)确定的(de)🍓無量綱(gang)常數。無(wu)量綱常(chang)數St與類(lei)諾數Re函(han)數關系(xi)中的線(xian)性部分(fen)，即渦街(jie)流量計(ji)的線性(xing)測量範(fan)圍,檢測(ce)出🍉頻率(lü)F即可求(qiu)得管内(nei)流體的(de)速度,再(zai)由流速(su)求出體(ti)積流量(liang)。一段🈲時(shi)間内輸(shu)出☔的脈(mo)沖數與(yu)流體的(de)體積🐆之(zhi)比(流過(guo)單位體(ti)積流體(ti)對應的(de)脈沖數(shu))稱儀表(biao)系數(K系(xi)數。
K=N/Q
式中(zhong)K一儀表(biao)系數(脈(mo)沖/m3)
N-脈沖(chong)數
Q-流體(ti)體積(m3)
　　用(yong)于測量(liang)流量的(de)漩渦分(fen)離頻率(lü)随流速(su)變化而(er)變化，不(bu)受流體(ti)密度和(he)粘度的(de)影響。伴(ban)随漩渦(wo)分離而(er)産生✔️的(de)壓力脈(mo)動由壓(ya)電力敏(min)探頭檢(jian)測出,并(bing)在檢✉️測(ce)電路🌍中(zhong)被轉換(huan)成與漩(xuan)渦頻率(lü)相對應(ying)的脈沖(chong)信号,信(xin)号轉換(huan)器将此(ci)脈沖信(xin)号🔴變換(huan)成4--20mA的‼️标(biao)準電流(liu)♉信号輸(shu)出。
1.2結構(gou)
　　渦街流(liu)量計由(you)傳感器(qi)和轉換(huan)器兩大(da)部分組(zu)成,如圖(tu)2。傳🧡感器(qi)包括漩(xuan)渦發生(sheng)體(阻流(liu)體)、檢測(ce)元件和(he)儀🏃🏻‍♂️表表(biao)體等;轉(zhuan)換器包(bao)括前置(zhi)放大器(qi)、濾波整(zheng)形電路(lu)、D/A轉換電(dian)路輸出(chu)接口電(dian)路、端子(zi)♍、支架和(he)防護罩(zhao)等。
2常見(jian)故障分(fen)析和處(chu)理措施(shi)
2.1管道有(you)流量儀(yi)表無輸(shu)出
　　可能(neng)造成這(zhe)種故障(zhang)的原因(yin)和對應(ying)的解決(jue)辦法如(ru)下♍:
(1)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)電源出(chu)現故障(zhang)或供電(dian)電源未(wei)連接。因(yin)此🆚要檢(jian)測電源(yuan)電壓是(shi)否符合(he)要求及(ji)電源💘極(ji)性是否(fou)正确。如(ru)電流輸(shu)⭐出型渦(wo)街流量(liang)計，如果(guo)出現電(dian)源極性(xing)接💃🏻反,輸(shu)出電流(liu)爲0mA而不(bu)是4mA。
(2)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)連接電(dian)纜斷線(xian)或者接(jie)線錯誤(wu)。需📧要檢(jian)✨測線路(lu)是否暢(chang)通,如有(you)故障,重(zhong)新接線(xian)并檢測(ce)。
(3)可能的(de)故障原(yuan)因是供(gong)電電源(yuan)的波紋(wen)系數太(tai)大。檢查(cha)時可以(yi)用⁉️一個(ge)濾波電(dian)解電容(rong)進行試(shi)驗，一般(ban)要求電(dian)容≥100μF,50V。

(4)可能的(de)故障原(yuan)因是放(fang)大闆某(mou)級有故(gu)障。可以(yi)通過觀(guan)察放🙇🏻大(da)器輸入(ru)、輸出端(duan)的波形(xing)，或從輸(shu)人端注(zhu)入人體(ti)感應信(xin)号,觀察(cha)輸出端(duan)的變化(hua)情況。如(ru)果輸出(chu)端沒有(you)變化，則(ze)說明放(fang)大器工(gong)作不正(zheng)常。實際(ji)檢修中(zhong)也可以(yi)利用現(xian)場有的(de)其他類(lei)型流量(liang)計主闆(pan)更💁換進(jin)行檢查(cha)✂️。确定放(fang)大極闆(pan)有故障(zhang)，應當予(yu)以更換(huan)。
(5)可能的(de)故障原(yuan)因是發(fa)生體的(de)損壞。檢(jian)測的方(fang)法首先(xian)增大流(liu)量,把此(ci)渦街主(zhu)闆換置(zhi)同類型(xing)渦街流(liu)量計上(shang),如排除(chu)主🥰闆故(gu)障,檢查(cha)發生體(ti)。
　　發生體(ti)損壞多(duo)出現在(zai)蒸汽測(ce)量系統(tong)中,由于(yu)工藝♍人(ren)員打開(kai)🏃‍♂️閥門速(su)度過快(kuai),使高溫(wen)高壓水(shui)蒸氣夾(jia)帶😍冷凝(ning)水劇烈(lie)沖擊漩(xuan)渦發😘生(sheng)體，導緻(zhi)其損壞(huai),也就是(shi)🔞常說的(de)“水錘”現(xian)象。所以(yi)要打開(kai)導淋排(pai)盡冷凝(ning)水後再(zai)緩慢打(da)👨‍❤️‍👨開蒸汽(qi)閥門,避(bi)免損壞(huai)漩渦發(fa)生體。
(6)可(ke)能的故(gu)障原因(yin)是管道(dao)流量過(guo)低,沒有(you)進入測(ce)量範圍(wei)。可以增(zeng)大流量(liang)看流量(liang)計的反(fan)應。在靠(kao)近流量(liang)計的管(guan)道旁有(you)規律地(di)連續敲(qiao)擊,無論(lun)何種型(xing)号的流(liu)量計🤞均(jun)會出現(xian)流量顯(xian)示。如果(guo)被測介(jie)質爲液(ye)體,最好(hao)空管試(shi)驗,因爲(wei)液體本(ben)身就是(shi)消振器(qi)。故障處(chu)理的方(fang)法是🌈更(geng)換通徑(jing)小🏃🏻一些(xie)的流量(liang)計或在(zai)工藝🥵條(tiao)件允許(xu)的情🔆況(kuang)下加大(da)流量。
(7)可(ke)能的故(gu)障原因(yin)是發生(sheng)體與殼(ke)體之間(jian)的間隙(xi)是否被(bei)細微顆(ke)粒卡住(zhu)。該種現(xian)象一般(ban)出現于(yu)正常工(gong)作之後(hou),停機又(you)開機💃。如(ru)果💯是這(zhe)樣，在确(que)認轉換(huan)放大器(qi)及發生(sheng)體都完(wan)好無🌈損(sun)的情況(kuang)下,特别(bie)是測量(liang)介質又(you)是液體(ti),一般可(ke)認爲是(shi)該種故(gu)障。處理(li)的方法(fa)是如果(guo)生産工(gong)藝條件(jian)允🍓許,盡(jin)可能開(kai)大流量(liang),用一木(mu)制或橡(xiang)皮💃🏻錘子(zi)在流量(liang)計下部(bu)的焊台(tai)上垂直(zhi)敲擊,以(yi)便高速(su)流體所(suo)産生的(de)負壓将(jiang)細微固(gu)體顆粒(li)帶走。如(ru)果現場(chang)允許☀️拆(chai)卸清洗(xi),可以拆(chai)下發生(sheng)體,但要(yao)求熟知(zhi)流量計(ji)的結構(gou),特别是(shi)密封墊(nian)片及壓(ya)闆螺釘(ding)等,一定(ding)要嚴格(ge)按使用(yong)說明書(shu)的要求(qiu)安裝。同(tong)時要注(zhu)意拆卸(xie)之後重(zhong)新安裝(zhuang)的發生(sheng)體,可能(neng)會對流(liu)量系數(shu)帶來一(yi)些變動(dong),雖然其(qi)🔞變化不(bu)大,但需(xu)要修正(zheng)。
(8)對照說(shuo)明書檢(jian)測參數(shu)設置是(shi)否有錯(cuo)誤，如果(guo)有,予🈚以(yi)修正。
2.2通(tong)電後無(wu)流量但(dan)是有輸(shu)出
(1)檢測(ce)是否有(you)振動。絕(jue)大多數(shu)渦街流(liu)量計,都(dou)具有二(er)維空⁉️間(jian)的抗振(zhen)性能。即(ji)在流體(ti)阻力方(fang)向及漩(xuan)渦升力(li)方💋向能(neng)抗住外(wai)界🌈的振(zhen)動幹擾(rao),而在漩(xuan)渦橫向(xiang)推力方(fang)向則不(bu)能。如圖(tu)3.

　　最(zui)直接的(de)檢測方(fang)法是用(yong)手感覺(jiao)管道的(de)震蕩。可(ke)以采用(yong)外部機(ji)械消振(zhen)措施,如(ru)用橡膠(jiao)軟接頭(tou)、墊等消(xiao)振,用支(zhi)架固定(ding)管道。另(ling)外很多(duo)廠家在(zai)設計渦(wo)街流🈲量(liang)計的時(shi)候也考(kao)慮到👉了(le)防振動(dong)的需求(qiu),調整一(yi)些參數(shu)設置也(ye)可以減(jian)輕振動(dong)對🧑🏾‍🤝‍🧑🏼測量(liang)結果的(de)影響,但(dan)要注意(yi)這些參(can)數設置(zhi)對🏃🏻流量(liang)計流量(liang)上下限(xian)的影響(xiang)。
(2)檢測輸(shu)出是否(fou)爲50Hz左右(you)的工頻(pin)幹擾,可(ke)以用頻(pin)率計進(jin)行檢🚶‍♀️測(ce)。處理的(de)方法是(shi)選用帶(dai)屏蔽的(de)電纜重(zhong)新按規(gui)定接🏃🏻線(xian)。
(3)檢測輸(shu)出頻率(lü)爲任意(yi)恒定頻(pin)率或者(zhe)恒定輸(shu)出電流(liu)值,可能(neng)的🌈故障(zhang)原因是(shi)放大闆(pan)損壞，産(chan)生自激(ji)。處理的(de)方法是(shi)更換放(fang)⛷️大闆。
(4)檢(jian)測流量(liang)計附近(jin)是否有(you)強電設(she)備或高(gao)頻幹擾(rao)。特别是(shi)電焊機(ji)所産生(sheng)的高頻(pin)諧波将(jiang)會使流(liu)量計無(wu)流量有(you)信号。
(5)檢(jian)測接線(xian)腔是否(fou)進水。特(te)别是電(dian)流輸出(chu)方式的(de)渦街流(liu)量計,正(zheng)、負接線(xian)端子之(zhi)間由于(yu)水的導(dao)電而形(xing)成旁路(lu)電💁流,可(ke)能造成(cheng)了👄無流(liu)量有信(xin)号的現(xian)象。
(6)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)放大闆(pan)的放大(da)倍數或(huo)觸發靈(ling)敏度過(guo)高。解決(jue)的方法(fa)是調試(shi)放大倍(bei)數和靈(ling)敏度,觀(guan)察對輸(shu)出的🌐影(ying)響,做出(chu)必要的(de)調整。
(7)可(ke)能的故(gu)障原因(yin)是管道(dao)閥門未(wei)徹底關(guan)閉,有漏(lou)流量。此(ci)時需♍要(yao)在現場(chang)檢查壓(ya)力和閥(fa)門關閉(bi)情況。
2.3流(liu)量輸出(chu)不穩定(ding)
(1)可能的(de)故障原(yuan)因是流(liu)量計安(an)裝不同(tong)心。檢測(ce)的方法(fa)😘是拆下(xia)儀表檢(jian)查法蘭(lan)與管道(dao)的位置(zhi),如果是(shi)由于安(an)裝不💜同(tong)心引起(qi)的,重新(xin)安裝儀(yi)表。
(2)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)直管段(duan)不夠或(huo)者管道(dao)内徑與(yu)儀❓表内(nei)徑不㊙️一(yi)緻。需要(yao)檢測管(guan)道内徑(jing)和儀表(biao)内徑,有(you)必要時(shi)更換儀(yi)表安裝(zhuang)位置或(huo)加長前(qian)、後直管(guan)段。
(3)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)儀表選(xuan)型不合(he)适。如果(guo)選型有(you)誤,常用(yong)🔆流量在(zai)非線性(xing)區,甚至(zhi)在臨界(jie)死區附(fu)近,那✔️麽(me)就可能(neng)出現流(liu)量波動(dong)。在工藝(yi)條件允(yun)許的情(qing)況下,加(jia)大流量(liang)，如果流(liu)量穩定(ding)了，則更(geng)換🧡通徑(jing)小一檔(dang)的流量(liang)計。
(4)可能(neng)的原因(yin)是流體(ti)中存在(zai)液氣、液(ye)固或氣(qi)固兩相(xiang)流。渦街(jie)流量計(ji)隻能測(ce)單相流(liu)，不能測(ce)兩相流(liu),這是由(you)漩渦流(liu)量計⭐工(gong)作原理(li)所決定(ding)的。檢測(ce)時一般(ban)憑經驗(yan),或根據(ju).流體性(xing)質🏒及工(gong)況壓力(li)、溫度等(deng)來判斷(duan)是否存(cun)在液氣(qi)、液固、氣(qi)固兩相(xiang)流。如介(jie)質爲液(ye)氨,輕胫(jing)等易揮(hui)發🈲液體(ti)時,容易(yi)出現此(ci)類現🛀🏻象(xiang)。對于液(ye)體，如果(guo)是液固(gu)兩🏃相流(liu)，一般可(ke)在流量(liang)計的.上(shang)遊端加(jia)裝過濾(lü)器。如果(guo)是🤩液氣(qi)兩相流(liu)，則可在(zai)流量計(ji)的.上⛹🏻‍♀️遊(you)🔆端加裝(zhuang)消氣器(qi)。
(5)可能的(de)故障原(yuan)因是流(liu)量計與(yu)流量調(diao)節控制(zhi)系統産(chan)生系統(tong)🔴振蕩。将(jiang)調節控(kong)制系統(tong)的閥門(men)開度控(kong)制👨‍❤️‍👨器打(da)到手動(dong)檔,當把(ba)閥門開(kai)到一定(ding)值，如果(guo)流量顯(xian)示比較(jiao)穩定或(huo)稍有些(xie)波動,那(na)說明存(cun)在系統(tong)振蕩。一(yi)般處理(li)的方法(fa)是重新(xin)整定PID參(can)數。
(6)可能(neng)的故障(zhang)原因是(shi)發生體(ti)上纏繞(rao)有纖維(wei)物。如果(guo)發🆚生體(ti)㊙️上纏🧡繞(rao)着纖維(wei)物，它将(jiang)大大減(jian)弱漩渦(wo)的渦😘漩(xuan)力,由于(yu)漩渦🏃的(de)作用,纖(xian)維物随(sui)流體擺(bai)動,從而(er)造成漩(xuan)渦的波(bo)動，流量(liang)顯示亦(yi)波動。可(ke)以拆除(chu)檢測,清(qing)理後重(zhong)新安裝(zhuang)。
(7)可能的(de)故障原(yuan)因是轉(zhuan)換放大(da)器的輸(shu)入通道(dao)損壞♻️一(yi)路。由♈工(gong)作原理(li)可知,當(dang)一路信(xin)号沒有(you)之後,信(xin)噪比大(da)大下🏃‍♀️降(jiang),背景噪(zao)聲未衰(shuai)減進入(ru)後面處(chu)理,尖峰(feng)脈沖将(jiang)會造成(cheng)流量顯(xian)示的不(bu)✌️穩定。可(ke)以從輸(shu)入端注(zhu)入人體(ti)感應信(xin)号,用以(yi)觀察輸(shu)出端的(de)變化情(qing)況。實際(ji)檢修中(zhong)也可以(yi)利用現(xian)場有的(de)其他類(lei)型流量(liang)計主闆(pan)更換進(jin)行檢查(cha)。确定有(you)故障,應(ying)當予以(yi)更換。
(8)可(ke)能的故(gu)障原因(yin)是儀表(biao)參數設(she)置錯誤(wu)。對照說(shuo)明🤞書📱檢(jian)測♈各項(xiang)參數,如(ru)有錯誤(wu)重新設(she)置。
2.4流量(liang)計量誤(wu)差較大(da)
2.3中提到(dao)的各項(xiang)故障原(yuan)因也都(dou)有可能(neng)是流量(liang)計量誤(wu)差大的(de)💘因素。此(ci)外，還有(you)可能是(shi)以下原(yuan)因造成(cheng)的故障(zhang)🐆。
(1)測量氣(qi)體或者(zhe)蒸汽沒(mei)有實時(shi)溫度補(bu)償或固(gu)定設置(zhi)溫度💚壓(ya)力進行(hang)補償。處(chu)理的方(fang)法是加(jia)裝溫壓(ya)補償元(yuan)件或者(zhe)設置固(gu)定值補(bu)償。
(2)測量(liang)蒸汽時(shi)飽和蒸(zheng)汽不是(shi)飽和狀(zhuang)态。處理(li)的方法(fa)☎️是檢♊測(ce)工藝流(liu)程,改變(bian)工藝條(tiao)件。
(3)檢查(cha)配套的(de)二次儀(yi)表參數(shu)設置是(shi)否正确(que)。配套的(de)❤️.二次儀(yi)表的輸(shu)入方式(shi)必須與(yu)流量計(ji)相對應(ying)匹配,否(fou)者🚩将會(hui)産生誤(wu)差。
3結束(shu)語
　　通過(guo)長期的(de)工作實(shi)踐證明(ming)，隻要對(dui)渦街流(liu)量計的(de)原理💋、結(jie)🤟構、性能(neng)有了全(quan)面深入(ru)的了解(jie)，加上工(gong)作經驗(yan)的輔助(zhu),就會有(you)應付各(ge)種故障(zhang)情況的(de)方法，讓(rang)渦街流(liu)量計成(cheng)爲流量(liang)測量的(de)得力助(zhu)手。同時(shi)對常見(jian)故障情(qing)況進行(hang)系統💛的(de)分析和(he)整理，也(ye)有利于(yu)對常🌐見(jian)故障現(xian)象💘有更(geng)深層次(ci)的認識(shi),爲今🎯後(hou)的使用(yong)和維護(hu)打下更(geng)堅實的(de)基礎。

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