渦街流量計的相關知識

流量檢測及變送概述和分類

生產過程中大量的氣體、液體等流體介質的流量需要準確檢測與控制，以保證設備在合理負荷和安全狀態(tài)下運行。所謂流量大小，指單位時間內流過管道某一截面的流體數量，即瞬時流量。常用體積流量和質量流量表示。由于檢測手段受溫度、粘度、腐蝕性及導電性等因素的影響，所以流體檢測原理有很多，方法分類也有很多。

1、按測量的單位分，有質量流量計和體積流量計

2、按測量流體運動的原理分，有容積式、速度式、動量式和質量流量式

3、按測量方法，有直接測量式和間接測量式。

渦街流量計的概述

渦街流量計是根據卡門（Karman）渦街原理研究生產的，主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號，也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統(tǒng)配套使用，是一種比較、理想的測量儀器。

渦街流量計的原理及工作原理

原理：在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。渦街流量計是根據卡門渦街原理(Kármán Vortex Street)測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關，可用下式表示：，式中  為旋渦的釋放頻率，單位為Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，單位為m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，單位為m；St為斯特勞哈爾數（Strouhal number），無量綱，它的數值范圍為0.14－0.27。St是雷諾數的函數，  。當雷諾數Re在  范圍內，St值約為0.2。在測量中要盡量滿足流體的雷諾數在  ，此時旋渦頻率  。由此，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式

  ，可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。

工作原理：渦街流量計是應用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術設計而制造的一種流量計，旋渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比，在一定條件下，符合下式： （式中f:旋渦發(fā)生頻率 v:流速 d:三角柱寬度 St：斯特勞哈數）流體旋渦對三角柱產生交替變化的壓力，由壓電信號傳感器檢測成電信號經前置放大器進行放大，變成標準電信號輸出。VA型系列渦街流量計可以對廣泛的氣體（包括蒸汽）和液體進行容積計量，配接流量積算儀和溫度、壓力傳感器可進行質量運算及各種參數顯示。

渦街流量計的功能及特點

功能：

1、表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質量流量。

2、 全智能化、數字化電路設計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。

3、 全新的數字濾波和修正功能使流量測量更加精準可靠。

4、 電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。

5、 全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

特點：

一、結構簡單而牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠。

二、安裝簡單，維護十分方便。

三、檢測傳感器不直接接觸被測介質，性能穩(wěn)定，壽命長。

四、輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，精度高。

五、測量范圍寬，量程比可達1：10。

六、壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義。

渦街流量計的安裝要求

1、合理選擇安裝場所和環(huán)境。

避開強電力設備，高頻設備，強電源開關設備；避開高溫熱源和輻射源的影響，避開強烈震動場所和強腐蝕 環(huán)境等，同時要考慮安裝維修方便。

2、上下游必須有足夠的直管段。

若傳感器安裝點的上游在同一平面上有二個90°彎頭，則：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D 。

若傳感器安裝點的上游在不同平面上有二個90°彎頭，則：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D 。

調節(jié)閥應安裝在傳感器的下游5D以外處，若必須安裝在傳感器的上游，傳感器上游直管段應不小于50D，下游應有不小于5D。

3、安裝點上下游的配管應與傳感器同心，同軸偏差應不小于0.5DN。

4、管道采取減振動措施。

傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上，特別是橫向振動。若不得已要安裝時，必須采取減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置，并加防振墊。

5．在水平管道上安裝是流量傳感器的安裝方式。

測量氣體流量時，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應安裝在管線的較高處。

測量液體流量時，若被測液體中含有少量的氣體，傳感器應安裝在管線的較低處。

6．傳感器在垂直管道的安裝。

測量氣體流量時，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，氣體流向應由下向上。

測量液體流量時，液體流向應由下向上：這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。

7、傳感器在水平管道的側裝。

無論測量何種流體，傳感器可以在水平管道上側裝，特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許采用側裝，這樣流體的溫度對放大器的影響較小。

8．傳感器在水平管道的倒裝。

一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽。可用于測量飽和蒸汽，適用于測量高溫液體或需經常清洗管道的情況。

9．傳感器在有保溫層管道上的安裝。

測量高溫蒸汽時，保溫層最多不能超過支架高度的三分之一。

10．測壓點和測溫點的選擇。

根據測量的需要，需在傳感器附近測量壓力和溫度時，測壓點應在傳感器下游的3-5D處，測溫點應在傳感器下游的6-8D處。

渦街流量計的安裝注意事項

1.專用法蘭與直管段焊接時不能帶著傳感器焊接。

2. 安裝時應使傳感器的流向標志與管道內流體流向一致。

3. 傳感器安裝前，法蘭凹槽內必須放好密封圈。壓力和溫度測量點的位置，取壓點在傳感器下游3～5DN處，測溫點在下游5～8DN處。

4.測量高溫介質時，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。

5.連接傳感器的屏蔽電纜走向，應盡可能遠離強電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，長度不應超過200米。

6.安裝傳感器前，管道必須進行清洗。沖掉管內的雜質，避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道必須充滿被測液體，防止氣泡的干擾。

渦街流量計在使用過程中主要存在的問題及解決辦法

①指示長期不準；②始終無指示；③指示大范圍波動，無法讀數；④指示不回零；⑤小流量時無指示；⑧大流量時指示還可以，小流量時指示不準；⑦流量變化時指示變化跟不上；⑧儀表K系數無法確定，多處資料均不一致。

解決辦法：

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計選型之后由于工藝條件變動，使得選擇大了―個規(guī)格，實際選型應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。比如，一條渦街管線設計上供幾個設備使用，由于工藝部分設備有時候不使用，造成實際使用流量減小，實際使用造成原設計選型口徑過大，相當于提高了可測的流量下限，工藝管道小流量時指示無法保證，流量大時還可以使用，因為如果要重新改造有時候難度太大．工藝條件的變動只是臨時的。可結合參數的重新整定以提高指示準確度。

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。比如：傳感器前面直管段明顯不足，由于FIC203不用于計量，僅僅用于控制，故精度可以使用相當于降級使用。

3、參數整定方向的原因。由于參數錯誤，導致儀表指示有誤．參數錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤，這方面的原因主要同問題①、③有關。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準，實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動，無法讀數，而資料上參數的不一致性又影響了參數的最終確定，最終通過重新標定結合相互比較確定了參數，解決了這一問題。

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，量程設定有個別位顯示壞，K系數設定有個別位顯示壞，使得無法確定量程設定以及K系數設定，這部分原因主要向問題①、②有關。通過修復相應的故障，問題得以解決。

5、四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好，仔細檢查，有的接頭實際已松動造成回路中斷，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。

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，對于這類型的二次儀表來說，這部分原因主要同問題②有關。尤其是對于后續(xù)的記錄儀，在記錄儀長期損壞無法修復的情況下，一定要注意短接二次儀表的輸出。

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，問題得以解決。

8、對于問題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，動作不靈，通過調整表頭并重新固定，問題相應解決。

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。通過相應的技改措施，對部分環(huán)境濕度大的傳感器重新作了把探頭部分與轉換部分分離處理，改用了分離型傳感器，故善了工作環(huán)境，日前這部分儀表運行良好。

10、由于現(xiàn)場調校不好，或者由于調校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調整以及靈敏度調整不好．或者由于調整之后運行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動，造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關。使用示波器，加上結合工藝運行情況，重新調整