摘要:介紹了渦街(jie)流量計的特點，說(shuo)明了渦街是如何(he)♊形成的以及渦街(jiē)流量計 的工作原(yuán)理,對渦街流量計(jì)在現場使用過程(cheng)中的一些故障🍉現(xian)🐅象分成四大類進(jìn)行了歸納,相應提(tí)出了對故障原因(yīn)的分析,指出了處(chu)理故障的辦法和(he)渦街流量計使用(yong)中的👈注意事項。
0引(yǐn)言
　　渦街流量計主(zhǔ)要用于工業管道(dao)介質流體的流量(liàng)📧測量，如氣體、液體(ti)、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損(sǔn)失小,量程範圍大(dà),精度🚩高,在測量工(gong)況體積流量時幾(jǐ)乎不受流體密度(du)、壓力、溫度、粘度等(deng)參數的影響。無可(ke)動機械零件,因此(cǐ)可靠性高,維護量(liàng)小，儀表參數能長(zhǎng)期穩定。渦街流量(liàng)計采用壓電應力(lì)式傳感器,可在-20℃~+250℃的(de)工作溫度範圍内(nei)🥰工作。有模拟标準(zhun)信♊号，也有數字脈(mò)沖信号輸☎️出,容易(yi)與計算機等數字(zì)系🌏統配套使用,是(shì)一種理想的測量(liàng)儀器。
1渦街流量計(ji)的工作原理與結(jié)構
1.1工作原理
　　當流(liú)體流動受到一個(gè)垂直于流動方向(xiang)的非流線☂️形柱體(tǐ)的阻礙時,柱體的(de)下遊兩側會發生(sheng)明顯的漩渦，成爲(wei)卡門渦街，渦街的(de)形成與流體雷諾(nuò)數有關,如圖1。

　　漩渦分離的頻率(lǜ)與流速成正比，與(yǔ)漩渦發生體的📧寬(kuan)度成反比,可以用(yòng)下式表示:
F=St.·V/d
式中F-漩(xuan)渦分離頻率
St一無(wú)量綱常數(斯特勞(lao)哈爾)
V-漩渦發生體(ti)的流速
d-漩渦發生(shēng)體的迎流面寬度(dù)
　　通過測量漩渦的(de)分離頻率便可測(cè)出流體流速和瞬(shun)時流量。斯特勞哈(hā)爾數St是可以通過(guo)實驗确定的無量(liàng)綱常數。無量綱常(cháng)數St與類諾數Re函數(shù)關系中的❤️線性部(bu)分，即渦街流量計(jì)的線✨性測量範圍(wei),檢測出♈頻率F即可(ke)求得管内流體的(de)速度,再由流速求(qiu)出體積流量。一段(duàn)時間内輸出的脈(mo)沖數與流體的體(ti)積之比(流過單位(wei)體積流體對應的(de)脈沖數)稱儀💋表系(xì)數(K系數。
K=N/Q
式中K一儀(yí)表系數(脈沖/m3)
N-脈沖(chòng)數
Q-流體體積(m3)
　　用于(yú)測量流量的漩渦(wō)分離頻率随流速(sù)變化而變化👈，不受(shòu)流✔️體密度和粘度(du)的影響。伴随漩渦(wo)分離而♊産生⚽的壓(yā)力脈動由🙇‍♀️壓電力(li)敏探頭檢測出,并(bìng)在檢測電路中被(bèi)轉換成與漩渦頻(pin)率相對應的脈沖(chòng)信号,信号轉換器(qì)将此脈沖信号變(bian)換成4--20mA的标準電流(liu)信号輸出。
1.2結構
　　渦(wō)街流量計由傳感(gan)器和轉換器兩大(dà)部分組成,如圖🐉2。傳(chuan)感器包括漩渦發(fa)生體(阻流體)、檢測(ce)元件和儀表表體(tǐ)等;轉換器包括前(qian)置放大器、濾波整(zhěng)形電路、D/A轉換電路(lu)輸出接口電路、端(duan)子、支架和防護罩(zhào)等。
2常見故障分析(xi)和處理措施
2.1管道(dào)有流量儀表無輸(shū)出
　　可能造成這種(zhǒng)故障的原因和對(dui)應的解決辦法如(ru)下:
(1)可能的故障原(yuán)因是電源出現故(gu)障或供電電源未(wèi)連接。因此要檢測(ce)電源電壓是否符(fu)合要求及電源極(jí)性是否😘正确。如電(dian)流輸出型渦街流(liú)量計，如果出現電(dian)源極性接反,輸出(chū)電流爲😍0mA而不是4mA。
(2)可(ke)能的故障原因是(shi)連接電纜斷線或(huo)者接線錯誤。需要(yào)檢測線✍️路是否暢(chang)通,如有故障,重新(xin)接線并檢測。
(3)可能(neng)的故障原因是供(gòng)電電源的波紋系(xi)數太大。檢查時可(kě)以用一個濾波電(dian)解電容進行試驗(yàn)，一般要求電容≥100μF,50V。

(4)可能的故障原因(yin)是放大闆某級有(you)故障。可以通過觀(guan)察放🐉大器❤️輸入、輸(shu)出端的波形，或從(cóng)輸人端注入人體(ti)感應信号,觀察輸(shū)出端的變化情況(kuàng)。如果輸出端沒有(you)變化，則說明放大(dà)器工作不正常。實(shí)際檢修🌈中也可以(yi)利用現場有的其(qi)他類型流量計主(zhǔ)闆更換進行檢查(cha)。确定放大極闆有(yǒu)故障，應當予以更(gèng)換。
(5)可能的故障原(yuan)因是發生體的損(sun)壞。檢測的方法首(shǒu)先增大💘流量,把此(ci)渦街主闆換置同(tong)類型渦街流量計(jì)上,如排除主闆故(gu)🥰障,檢查發生體。
　　發(fā)生體損壞多出現(xiàn)在蒸汽測量系統(tǒng)中,由于工藝人員(yuán)打開閥門速度過(guo)快,使高溫高壓水(shui)蒸氣夾帶冷凝水(shui)劇😘烈沖🔱擊漩渦發(fa)🔱生體，導緻其損壞(huai),也就是🐕常說的“水(shui)錘”現象。所以要打(dǎ)開導淋排盡冷凝(níng)水後再緩慢打開(kāi)蒸汽閥門,避免損(sǔn)㊙️壞漩渦發生體。
(6)可(kě)能的故障原因是(shì)管道流量過低,沒(mei)有進入測量範🧑🏾‍🤝‍🧑🏼圍(wéi)。可以增大流量看(kan)流量計的反應。在(zai)靠近流量🌈計的🥰管(guǎn)道旁有☎️規律地連(lian)🏃‍♂️續敲擊,無論何種(zhong)型号的流量計㊙️均(jun1)會出現流量顯示(shi)。如果被測㊙️介質爲(wei)液體,最好空管試(shì)驗,因爲液體本身(shēn)就是消振器。故障(zhang)處🧡理的方法是更(gèng)換通徑小一些的(de)流量計或在工藝(yi)條件允許的情況(kuang)下加大流量。
(7)可能(néng)的故障原因是發(fā)生體與殼體之間(jian)的間隙是否被細(xì)微❌顆粒卡住。該種(zhong)現象一般出現于(yu)正常工作之後,停(ting)機又開機。如果是(shì)這樣，在确認轉換(huàn)放大👣器及發生體(ti)都完好無損的情(qíng)況下,特别是測量(liàng)介質又是液🔞體,一(yī)般可認爲是該👉種(zhong)故障。處理的方法(fǎ)是如果生産工藝(yi)條件允許,盡可能(neng)開大流量,用一木(mu)制或橡皮錘子在(zai)流量計下🔴部的焊(han)台上垂直敲🈲擊,以(yi)便高速流體所産(chan)生👌的負壓将細微(wēi)固體顆粒帶走。如(ru)果現場允許😄拆卸(xiè)清洗,可以拆下發(fa)生體,但要求熟知(zhī)流量計的結構,特(te)别👉是密封墊片及(ji)壓闆🌏螺釘等,一定(ding)要嚴格按使☀️用說(shuo)明書的要求安裝(zhuāng)。同時要注意拆卸(xiè)之後重新🌈安裝的(de)發生體,可能會對(dui)流量系數帶來一(yī)些變動,雖然♉其變(biàn)化不大,但需要修(xiū)正。
(8)對照說明書檢(jiǎn)測參數設置是否(fǒu)有錯誤，如果有,予(yǔ)以修正💞。
2.2通電後無(wú)流量但是有輸出(chu)
(1)檢測是否有振動(dong)。絕大多數渦街流(liú)量計,都具有二維(wéi)空間的抗📐振性能(néng)。即在流體阻力方(fang)向及漩渦升力方(fang)向能抗住外界的(de)振動幹擾,而在漩(xuan)渦橫向推力方向(xiàng)則不能。如圖3.

　　最直接的檢測(cè)方法是用手感覺(jiào)管道的震蕩。可以(yǐ)🐆采用外部機📐械消(xiao)振措施,如用橡膠(jiāo)軟接頭、墊等消♻️振(zhèn),用支架固定✔️管道(dào)。另外❤️很多廠家在(zài)設計渦街流量計(jì)的時候也考慮到(dào)了防振動的需求(qiu),調整一些參數設(shè)置也可以減輕振(zhèn)動對測量結果的(de)影響,但要注意這(zhè)些參數設置對💘流(liu)量計流量上下限(xian)的影響。
(2)檢測輸出(chū)是否爲50Hz左右的工(gong)頻幹擾,可以用頻(pin)率計進行⁉️檢測。處(chu)理的方法是選用(yong)帶屏蔽的電纜重(zhong)新按規定接🌂線。
(3)檢(jiǎn)測輸出頻率爲任(rèn)意恒定頻率或者(zhě)恒定輸出電流值(zhi),可能🈲的故障原因(yin)是放大闆損壞，産(chan)生自激。處理的方(fāng)法是更🎯換放大闆(pǎn)。
(4)檢測流量計附近(jìn)是否有強電設備(bei)或高頻幹擾。特💋别(bié)是電焊機所産生(shēng)的高頻諧波将會(hui)使流量計無流量(liàng)有信㊙️号。
(5)檢測接線(xian)腔是否進水。特别(bie)是電流輸出方式(shì)的渦街流🤟量計,正(zhèng)、負接線端子之間(jiān)由于水的導電而(ér)形🏃‍♀️成旁路電流,可(kě)🈲能造成了無流量(liang)有信号的現象。
(6)可(ke)能的故障原因是(shi)放大闆的放大倍(bei)數或觸發靈敏度(dù)過高。解決的方法(fa)是調試放大倍數(shù)和靈敏度,觀察對(dui)輸出的影響,做出(chū)必要的調整。
(7)可能(néng)的故障原因是管(guan)道閥門未徹底關(guān)閉,有漏流量🔞。此⁉️時(shí)💃需☂️要在現場檢查(chá)壓力和閥門關閉(bi)情況。
2.3流量輸出不(bú)穩定
(1)可能的故障(zhàng)原因是流量計安(an)裝不同心。檢測的(de)方法是拆下儀表(biǎo)檢查法蘭與管道(dào)的位置,如果是由(you)于安🏃‍♀️裝不同心引(yǐn)起的,重✍️新安裝儀(yi)表。
(2)可能的故障原(yuan)因是直管段不夠(gòu)或者管道内徑與(yu)儀♈表🚩内徑不一緻(zhi)。需要檢測管道内(nei)徑和儀表内徑,有(you)必要時更換🔴儀表(biao)安裝位置或加長(zhǎng)前、後直管段👌。
(3)可能(néng)的故障原因是儀(yí)表選型不合适。如(ru)果選型有誤,常🚩用(yòng)流量🌈在非線性區(qu),甚至在臨界死區(qu)附近,那♌麽就可能(neng)出現流量波動。在(zài)工藝條件允許的(de)情況下,加大流量(liang)，如果流量穩定了(le)，則更換通徑小一(yi)檔的流量計。
(4)可能(neng)的原因是流體中(zhong)存在液氣、液固或(huò)氣固兩相流。渦街(jiē)流量計隻能測單(dan)相流，不能測兩相(xiang)流,這是👌由漩渦流(liu)量計工作原理所(suǒ)決定的。檢測時一(yi)般憑經驗,或根據(jù).流🏒體性質🐆及工況(kuang)壓力、溫度等來判(pàn)斷是否存在液氣(qi)、液固、氣固兩相流(liú)。如介質爲液氨,輕(qing)♊胫等易揮發💯液體(ti)時,容易出現此類(lèi)現象。對于液體，如(rú)果是液固兩🔞相流(liú)，一般可在流量計(jì)的.上遊端加裝過(guò)濾器。如果是💋液氣(qì)兩相流，則可在流(liú)量計的.上遊端加(jiā)裝消氣器。
(5)可能的(de)故障原因是流量(liàng)計與流量調節控(kòng)制系統産生系統(tong)🏃‍♂️振蕩。将調節控制(zhi)系統的閥門開度(dù)控制器打到手🚶動(dòng)檔,當把閥門開到(dao)一定值，如果流量(liang)顯示比較穩定或(huo)稍有些波動,那說(shuo)明存🥵在系統振蕩(dang)。一般處理的方法(fǎ)是💘重新整定PID參數(shu)。
(6)可能的故障原因(yīn)是發生體上纏繞(rao)有纖維物。如果發(fa)生體上☂️纏繞着纖(xiān)維物，它将大大減(jiǎn)弱漩渦的渦漩力(li),由于漩渦的作用(yòng),纖維物随流體擺(bǎi)動,從而造成漩渦(wō)的波動，流量顯示(shì)亦波🤩動。可以拆除(chú)檢測,清理後重新(xīn)安裝。
(7)可能的故障(zhang)原因是轉換放大(dà)器的輸入通道損(sǔn)壞一路。由☎️工🔴作原(yuan)理可知,當一路信(xìn)号沒有之後,信噪(zào)比大大下🐉降,背🤞景(jing)噪聲未衰減進入(rù)後面處理,尖峰脈(mò)沖将會造成流量(liang)顯示的不穩定。可(kě)以從輸入端注入(rù)人體🌂感應信号,用(yòng)以觀察輸出端的(de)🎯變化情況。實際檢(jiǎn)修中🛀🏻也可以利用(yòng)現場有的其他類(lei)型流量計主闆更(gèng)換🌈進行檢查。确定(dìng)有故障,應當予以(yǐ)更換。
(8)可能的故障(zhang)原因是儀表參數(shu)設置錯誤。對照說(shuō)明書檢測各項🐉參(cān)數,如有錯誤重新(xīn)設置。
2.4流量計量誤(wù)差較大
2.3中提到的(de)各項故障原因也(ye)都有可能是流量(liàng)計量誤差大💋的因(yin)素。此外，還有可能(neng)是以下原因造成(cheng)的故障😄。
(1)測量氣體(tǐ)或者蒸汽沒有實(shí)時溫度補償或固(gu)定設置溫✌️度壓力(lì)進行補償。處理的(de)方法是加裝溫壓(yā)補償元件或者設(she)置固定值補償。
(2)測(ce)量蒸汽時飽和蒸(zheng)汽不是飽和狀态(tai)。處理的方法是檢(jiǎn)測工藝流程,改變(bian)工藝條件。
(3)檢查配(pei)套的二次儀表參(cān)數設置是否正确(que)。配套的.二次儀表(biao)的❄️輸入方式必須(xū)與流量計相對應(ying)匹配💯,否者将會産(chan)生誤差。
3結束語
　　通(tong)過長期的工作實(shi)踐證明，隻要對渦(wō)街流量計的原理(li)、結☎️構、性能有了全(quán)面深入的了解，加(jia)上工作經驗的輔(fu)助㊙️,就會有應付各(gè)種故障情況的方(fāng)法，讓渦⁉️街流量計(ji)成爲♊流量測量的(de)得力助手。同時對(duì)常見故障情況進(jìn)行系統的分析和(hé)整理，也有利于對(dui)常❤️見故障現象有(you)更深層次的認識(shí),爲今後的使用和(hé)✔️維護打下更堅🧑🏾‍🤝‍🧑🏼實(shí)的基礎。

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