渦街流量計(jì)七大要素分析及故障分析

時(shí)間：2025/2/17閱讀：643

渦街流量計(jì)的工作原理

當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向時(shí)，若該物體的幾何尺寸適當(dāng)，則在流體的后面，沿兩條平行直線上產(chǎn)生整齊排列轉(zhuǎn)向相反的渦列，渦列的個(gè)數(shù)即渦街頻率，它和流體的流速成正比，因而通過測量漩渦頻率就可以知道流體的流速，從而測出流體的流量。

其表達(dá)式：F=St×U/d

F：頻率 St:斯特勞哈爾數(shù) U:流速 d：漩渦發(fā)生體迎面寬度

渦街流量的結(jié)構(gòu)

傳感器（旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體）+轉(zhuǎn)換器（前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩）

西安三聯(lián)測控歸總了關(guān)于渦街流量計(jì)使用選型中重要的七大因素：

流量范圍

??應(yīng)將常用流量控制在渦街可測范圍的中上部：由于渦街下限流量的測量容易受管道振動(dòng)的影響，應(yīng)盡量避開低下限的測量。

??流量范圍超出渦街流量計(jì)可測范圍時(shí)，可采取縮徑或擴(kuò)徑的方式，但應(yīng)注意：

①儀表縮擴(kuò)徑不宜過大，縮徑后流速提高，增加了阻力和背壓，擴(kuò)徑則容易出現(xiàn)空穴現(xiàn)象；
②在直管段允許的情況下，應(yīng)選擇“變徑頭+直管段"，以保證流體的穩(wěn)定測量；
流量范圍的選擇還應(yīng)考慮雷諾數(shù)是否在正常范圍內(nèi)。

??渦街流量計(jì)不適宜測量脈動(dòng)流：

管路系統(tǒng)中如有羅茨式鼓風(fēng)機(jī)、往復(fù)式水泵等動(dòng)力機(jī)械設(shè)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)脈動(dòng)，如脈動(dòng)頻率處在渦街頻率帶內(nèi)將產(chǎn)生測量誤差，脈動(dòng)嚴(yán)重時(shí)甚至不能形成卡門渦街。

二

管道口徑及測量精度

??管道口徑：渦街流量計(jì)按照安裝方式的不同，可以分管道式和插入式安裝。對(duì)于管道式來說，管道口徑和大多數(shù)其他流量計(jì)一樣，最小的是DN15，最大的話，則是可以到達(dá)DN300。如果需要更大的口徑的話，可以選擇插入式安裝，常規(guī)口徑范圍最大可以到達(dá)DN2000，DN2000以上口徑則按照協(xié)議供貨。

??測量精度：渦街流量計(jì)的精度也有好幾個(gè)等級(jí)，而且是按照測量介質(zhì)來分的。管道式的渦街流量計(jì)，如果是測液體的話，測量精度可以達(dá)到1.0級(jí)，測氣體的話，精度可以達(dá)到1.5級(jí)。如果是插入式的渦街流量計(jì)，精度可以達(dá)到1.5級(jí)和2.5級(jí)。

三

介質(zhì)溫度及公稱壓力

??介質(zhì)溫度：通常來說，分為三個(gè)范圍：常溫，中溫和高溫。溫度范圍分別是-40～100℃(常溫)、100～250℃(中溫)、100～320℃(高溫)。如果現(xiàn)場介質(zhì)溫度更高的話，比如說一些過熱蒸汽，可以用孔板流量計(jì)來測量。

??公稱壓力：主要是按照安裝方式來分，市場上主要需求如下幾類，例如法蘭卡裝型(2.5MPa)、法蘭連接型(1.0/1.6/2.5MPa)，插入式安裝型(1.6MPa/2.5MPa/4.0MPa)。

四

供電電源及輸出信號(hào)

??供電電源：按照目前市場上需求，主要有+12VDC(三線制脈沖輸出)、+24VDC(三線制脈沖輸出型及二線制電流輸出型)3.6V鋰電池、雙供電。

五

安裝環(huán)境

依據(jù)渦街流量計(jì)的用途選取渦街信號(hào)輸出方式，主要有以下幾種：

①當(dāng)被測介質(zhì)為可壓縮性流體，且現(xiàn)場介質(zhì)溫度、壓力變化較大時(shí)，建議采用帶脈沖信號(hào)遠(yuǎn)傳的渦街傳感器并配帶溫壓補(bǔ)償?shù)牧髁糠e算儀、壓力變送器、溫度變送器；

②流量計(jì)安裝在環(huán)境較好的室內(nèi)又無需信號(hào)遠(yuǎn)傳，只需在現(xiàn)場讀取流量值，且流量計(jì)安裝位置便于操作及數(shù)據(jù)的讀取，建議用戶選數(shù)字型渦街流量計(jì)；

③當(dāng)流量計(jì)的安裝環(huán)境較差，或安裝位置不便于現(xiàn)場讀取流量值，或集中管理的情況下，建議采用輸出脈沖信號(hào)的傳感器并配流量積算儀，或帶4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出的渦街變送器；

④當(dāng)需現(xiàn)場觀測流量同時(shí)又要遠(yuǎn)傳信號(hào)的情況下，建議選用數(shù)字型同時(shí)帶4~20mA輸出的渦街變送器；

⑤當(dāng)無需現(xiàn)場讀取，只遠(yuǎn)傳輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的情況下，建議選用帶4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出的渦街變送器。

六

防護(hù)等級(jí)

??渦街常用的IP防護(hù)等級(jí)有IP65、IP67、IP68等。

①IP65代表防止灰塵侵入及阻止噴水的防護(hù)；

②IP67代表防止灰塵侵入及短暫淹沒的防護(hù)；

③IP68代表防止灰塵侵入及持續(xù)淹沒的防護(hù)。

??一般情況下，應(yīng)根據(jù)渦街的安裝位置選擇合適的IP防護(hù)等級(jí)：

①安裝在室內(nèi)，選用IP65即可；

②安裝在室外地面以上的位置，選用IP65以上的防護(hù)等級(jí)；

③安裝在室外地面以下的溝渠中，選用IP68及分離型放大器，防止下雨后雨水浸泡，損壞放大器；

??一些易燃易爆場合應(yīng)選用防爆型渦街流量計(jì)。

七

溫壓補(bǔ)償

渦街流量計(jì)是否需要溫壓補(bǔ)償，要看實(shí)際需要，如果工況偏差不大或要求不高，就不必進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。如果需要精確計(jì)量，就需要進(jìn)行補(bǔ)償。

補(bǔ)償一般采用現(xiàn)場安裝壓力、溫度傳感器，將壓力、溫度、流量數(shù)據(jù)接至積算儀或上傳至DCS系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算得到標(biāo)況流量。

①測量氣體時(shí)，需要溫度壓力同時(shí)補(bǔ)償。氣體一般都以標(biāo)準(zhǔn)狀況體積流量結(jié)算，因?yàn)闅怏w的體積流量溫度或壓力變化時(shí)，流量都會(huì)改變；

②測量過熱蒸汽時(shí)，需要溫度壓力同時(shí)補(bǔ)償。蒸汽一般都以質(zhì)量流量結(jié)算，因?yàn)闇囟然驂毫τ腥魏我粋€(gè)發(fā)生變化，蒸汽的密度會(huì)發(fā)生改變，質(zhì)量流量也隨之改變；

渦街流量計(jì)常見的故障

①指示長期不準(zhǔn)；②始終無指示；③指示大范圍波動(dòng)，無法讀數(shù)；④指示不回零；⑤小流量時(shí)無指示；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)無法確定，多處資料均不一致。

1、選型方面的問題。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，以提高測量精度，這方面的原因主要同問題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)選型口徑過大，相當(dāng)于提高了可測的流量下限，工藝管道小流量時(shí)指示無法保證，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、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠，影響測量精度，這方面的原因主要同問題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題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準(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)，無法讀數(shù)，而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的最終確定，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題①、②有關(guān)。通過修復(fù)相應(yīng)的故障，問題就能得以解決。

5、線路連接問題。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題②有關(guān)。

6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問題。由于后續(xù)儀表的問題或者由于后續(xù)儀表的檢修，使得二次儀表的mA輸出回路中斷，對(duì)于這類型的二次儀表來說，這部分原因主要同問題②有關(guān)。

7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運(yùn)行，再加上受到灰塵的影響，造成平軸電纜故障，通過清洗或者更換平軸電線，問題可得以解決。

8、對(duì)于問題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，通過調(diào)整表頭并重新固定，問題相應(yīng)解決。

9、使用環(huán)境問題。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)場情況的再變動(dòng)，造成指示問題、這部分原因主要同問題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。