摘要(yào):介紹了渦街流量計(jì)的特點，說(shuō)明了(le)渦(wō)街(jiē)是如何形成(chéng)的以及(jí)渦街流量計 的(de)工作(zuò)原理,對渦(wō)街流(liú)量(liàng)計(jì)在現(xiàn)場使用過程中(zhōng)的一(yī)些故(gù)障現象分(fèn)成四大類(lèi)進行了(le)歸納,相(xiàng)應提出(chū)了對故障原因的分析,指出了(le)處(chù)理故障的辦法(fǎ)和渦(wō)街流(liú)量計使用(yòng)中的(de)注意事項(xiàng)。
0引言
　　渦街流量計主(zhǔ)要用于工(gōng)業管道介質流(liú)體的流(liú)量測(cè)量，如氣體、液(yè)體、蒸(zhēng)氣等(děng)多種(zhǒng)介質(zhì)。其特點是壓力(lì)損失小,量程範(fàn)圍大,精度(dù)高,在(zài)測量工況(kuàng)體積(jī)流量(liàng)時幾(jǐ)乎不(bú)受流(liú)體密度、壓(yā)力、溫度、粘度等(děng)參數的影(yǐng)響。無可動機械(xiè)零件,因此可(kě)靠性高(gāo),維護量小，儀表(biǎo)參數能長(zhǎng)期穩定。渦(wō)街流量計(jì)采用壓電(diàn)應力(lì)式傳感器,可在(zài)-20℃~+250℃的工(gōng)作溫(wēn)度範圍(wéi)内工作。有模(mó)拟标準信(xìn)号，也(yě)有數字脈沖信号輸出,容易與(yǔ)計算(suàn)機等數字(zì)系統(tǒng)配(pèi)套使用(yòng),是一種理想的測量儀器。
1渦街(jiē)流量計(jì)的工作(zuò)原理與結構
1.1工作原理
　　當流體(tǐ)流動(dòng)受到一(yī)個(gè)垂直(zhí)于流動方(fāng)向的(de)非(fēi)流(liú)線形(xíng)柱體(tǐ)的阻礙時(shí),柱體的下(xià)遊兩(liǎng)側會(huì)發生(shēng)明顯(xiǎn)的漩渦，成(chéng)爲卡(kǎ)門渦街，渦街的(de)形成(chéng)與流體雷(léi)諾數(shù)有(yǒu)關,如圖(tú)1。

　　漩(xuán)渦分(fèn)離的頻率與流速成(chéng)正比，與漩(xuán)渦發生體(tǐ)的寬(kuān)度成反比,可以(yǐ)用下式表(biǎo)示:
f=st.·v/d
式(shì)中f-漩(xuán)渦分(fèn)離頻(pín)率
st一無(wú)量(liàng)綱常(cháng)數(斯特勞(láo)哈爾(ěr))
v-漩渦發生體的(de)流速
d-漩渦(wō)發生(shēng)體的迎流面寬(kuān)度
　　通(tōng)過測量漩(xuán)渦(wō)的(de)分離頻率(lǜ)便可測(cè)出(chū)流體(tǐ)流速和瞬(shùn)時流量。斯(sī)特(tè)勞哈爾(ěr)數st是可以(yǐ)通過(guò)實驗(yàn)确定的無(wú)量綱常數。無量(liàng)綱常(cháng)數(shù)st與(yǔ)類諾(nuò)數re函數關系中(zhōng)的線性部分，即渦街流(liú)量(liàng)計的(de)線性(xìng)測量範圍(wéi),檢測出頻(pín)率f即可求得(dé)管内流(liú)體的速度(dù),再由(yóu)流速求出(chū)體積(jī)流量。一段時間内輸出的(de)脈沖(chòng)數與流體的體積之比(流過單(dān)位體積流體對(duì)應的脈沖(chòng)數)稱(chēng)儀表系(xì)數(shù)(k系數。
k=n/q
式中k一(yī)儀表系(xì)數(脈(mò)沖/m3)
n-脈沖數(shù)
q-流體(tǐ)體(tǐ)積(m3)
　　用于(yú)測量流(liú)量的漩(xuán)渦分(fèn)離頻(pín)率随(suí)流速變化而變化，不(bú)受流體密(mì)度和粘度的影(yǐng)響。伴(bàn)随漩渦分(fèn)離而産生的壓(yā)力脈動由(yóu)壓電力敏探頭(tóu)檢測出(chū),并(bìng)在檢測電(diàn)路中被轉(zhuǎn)換成與漩渦頻(pín)率相(xiàng)對應的(de)脈沖信号,信号轉換器(qì)将此(cǐ)脈沖(chòng)信号(hào)變換成4--20ma的标(biāo)準電流信(xìn)号(hào)輸出(chū)。
1.2結構(gòu)
　　渦街(jiē)流量(liàng)計由傳(chuán)感器和(hé)轉換(huàn)器兩大部(bù)分組成,如圖2。傳感器(qì)包(bāo)括(kuò)漩渦發生體(阻(zǔ)流體)、檢測元件和儀(yí)表(biǎo)表(biǎo)體等;轉換器包括(kuò)前置放(fàng)大器、濾波整形(xíng)電路、d/a轉(zhuǎn)換電路(lù)輸出(chū)接口電路、端子、支架和防(fáng)護罩(zhào)等(děng)。
2常見故障分析(xī)和處理(lǐ)措施
2.1管道有流(liú)量儀表(biǎo)無輸出(chū)
　　可能造成(chéng)這種故障(zhàng)的原因(yīn)和(hé)對應的解(jiě)決辦法如(rú)下(xià):
(1)可(kě)能的故障(zhàng)原因是電(diàn)源出(chū)現故(gù)障或(huò)供電電源(yuán)未連(lián)接。因(yīn)此(cǐ)要檢測電源電壓是否(fǒu)符合(hé)要(yào)求及電源(yuán)極性是(shì)否正(zhèng)确。如(rú)電流輸出(chū)型渦街流(liú)量計(jì)，如果出現(xiàn)電源(yuán)極性接(jiē)反,輸出(chū)電流(liú)爲0ma而不是(shì)4ma。
(2)可能的故障原(yuán)因是(shì)連接(jiē)電纜(lǎn)斷線或者(zhě)接線錯誤(wù)。需要檢測線(xiàn)路(lù)是(shì)否(fǒu)暢通(tōng),如有故障,重新(xīn)接線(xiàn)并檢(jiǎn)測。
(3)可能的故(gù)障原因(yīn)是供電(diàn)電(diàn)源的(de)波紋(wén)系(xì)數太大(dà)。檢查時可以用(yòng)一個濾波電解(jiě)電容進行試驗(yàn)，一般(bān)要求電容(róng)≥100μf,50v。

(4)可(kě)能的故(gù)障原因是(shì)放大(dà)闆某級(jí)有故障。可以(yǐ)通過(guò)觀察(chá)放(fàng)大(dà)器輸入、輸(shū)出端的波(bō)形，或(huò)從輸人端注入人體感應信号,觀察輸(shū)出端的(de)變(biàn)化(huà)情(qíng)況(kuàng)。如果(guǒ)輸出端沒(méi)有變(biàn)化，則說明放大器工作(zuò)不正常(cháng)。實際檢修中也(yě)可(kě)以(yǐ)利用(yòng)現場(chǎng)有的其他(tā)類型流量計主闆更(gèng)換進(jìn)行檢查。确定放(fàng)大極闆有(yǒu)故障，應當予以(yǐ)更換。
(5)可能的故(gù)障原因是發生體的損壞。檢測(cè)的方法首(shǒu)先增大流(liú)量,把此渦(wō)街主闆換(huàn)置同(tóng)類型渦街(jiē)流量(liàng)計上,如(rú)排除主闆故障(zhàng),檢查發(fā)生體。
　　發(fā)生體損壞多出現(xiàn)在(zài)蒸(zhēng)汽測量系(xì)統中(zhōng),由于(yú)工(gōng)藝人員(yuán)打開(kāi)閥門速度(dù)過快,使高溫高(gāo)壓水蒸(zhēng)氣夾帶(dài)冷凝水劇烈沖(chòng)擊漩渦發生體(tǐ)，導緻其損(sǔn)壞,也(yě)就是常說(shuō)的“水錘”現象。所以要(yào)打開(kāi)導(dǎo)淋排盡冷凝水(shuǐ)後再緩慢打開蒸汽閥(fá)門,避免損壞漩(xuán)渦發生(shēng)體。
(6)可(kě)能的故(gù)障原(yuán)因是(shì)管道流(liú)量過低(dī),沒有進入測量範圍。可以增大(dà)流量看流(liú)量計的反應。在(zài)靠近(jìn)流量(liàng)計(jì)的管道(dào)旁有規律地連續敲(qiāo)擊,無(wú)論何(hé)種型号(hào)的流量計均(jun1)會出現流(liú)量顯示。如果被(bèi)測介質爲液體,最好(hǎo)空管試驗,因爲(wèi)液(yè)體本身(shēn)就是消振(zhèn)器。故(gù)障處(chù)理的方法(fǎ)是更(gèng)換通徑小(xiǎo)一些的(de)流量計(jì)或在工(gōng)藝(yì)條件(jiàn)允許的情(qíng)況下(xià)加大流量。
(7)可能的故障原因是(shì)發生(shēng)體與(yǔ)殼體(tǐ)之間的(de)間隙是(shì)否被細微(wēi)顆粒卡住。該(gāi)種(zhǒng)現象(xiàng)一般(bān)出現于正(zhèng)常工作(zuò)之後,停(tíng)機又開機(jī)。如果是這(zhè)樣，在确認(rèn)轉換放(fàng)大(dà)器及(jí)發生體都(dōu)完好(hǎo)無損的情況下,特别(bié)是測量介(jiè)質又是液體,一般可(kě)認爲(wèi)是該種故障。處理的方法是如果生(shēng)産工藝條(tiáo)件(jiàn)允(yǔn)許,盡可能開大流量,用(yòng)一(yī)木制(zhì)或橡(xiàng)皮錘(chuí)子在(zài)流量計(jì)下部的(de)焊台上垂直敲擊,以(yǐ)便高速流(liú)體所産生的負(fù)壓将細(xì)微固體顆(kē)粒帶(dài)走(zǒu)。如果(guǒ)現場允許拆卸(xiè)清洗,可以(yǐ)拆下(xià)發生體(tǐ),但要求(qiú)熟知(zhī)流量(liàng)計的結(jié)構(gòu),特别(bié)是密(mì)封墊(niàn)片及壓闆(pǎn)螺釘(dìng)等(děng),一定要(yào)嚴格按(àn)使(shǐ)用說(shuō)明書的(de)要(yào)求安裝。同時要(yào)注意(yì)拆卸之後重新安裝(zhuāng)的發生體(tǐ),可能(néng)會(huì)對(duì)流量系數(shù)帶來一些(xiē)變(biàn)動,雖然(rán)其變(biàn)化不大(dà),但需(xū)要(yào)修正。
(8)對照(zhào)說明(míng)書檢測(cè)參(cān)數設(shè)置是否有錯誤，如(rú)果(guǒ)有,予以修(xiū)正。
2.2通(tōng)電後(hòu)無流量但是有(yǒu)輸出(chū)
(1)檢測是(shì)否有振(zhèn)動。絕(jué)大多(duō)數渦(wō)街(jiē)流量計,都具(jù)有二維(wéi)空間的抗振性能。即在流體阻力方向(xiàng)及漩(xuán)渦(wō)升(shēng)力方向(xiàng)能(néng)抗住外界(jiè)的振(zhèn)動幹擾(rǎo),而(ér)在漩(xuán)渦橫向推(tuī)力方(fāng)向(xiàng)則(zé)不能。如圖(tú)3.

　　最直(zhí)接的檢(jiǎn)測方法(fǎ)是(shì)用手(shǒu)感覺(jiào)管道的震(zhèn)蕩。可以采用外(wài)部機械消振措施,如用橡膠軟接頭(tóu)、墊等(děng)消振(zhèn),用支(zhī)架固定管(guǎn)道。另外(wài)很多廠(chǎng)家在設(shè)計渦街(jiē)流量(liàng)計的(de)時候(hòu)也考(kǎo)慮到了防(fáng)振動(dòng)的需求,調(diào)整一些參數設(shè)置也可(kě)以減輕振動對測量結果的影(yǐng)響,但要(yào)注意這(zhè)些參數(shù)設置對(duì)流量計(jì)流量(liàng)上下(xià)限的影響。
(2)檢測輸出(chū)是否(fǒu)爲50hz左右的(de)工頻幹(gàn)擾,可以(yǐ)用頻率計進行(háng)檢測。處(chù)理的方法是選用帶屏(píng)蔽的電纜重新(xīn)按規定接(jiē)線。
(3)檢(jiǎn)測輸(shū)出頻率爲(wèi)任意恒定頻率(lǜ)或者恒定輸出電流值,可能的(de)故障原因是放(fàng)大闆(pǎn)損壞，産生(shēng)自激(jī)。處(chù)理的方(fāng)法是更換放大(dà)闆。
(4)檢測流(liú)量計(jì)附近(jìn)是(shì)否(fǒu)有強(qiáng)電設備或高頻(pín)幹擾。特别是電(diàn)焊機(jī)所(suǒ)産(chǎn)生的(de)高頻諧(xié)波将會(huì)使流量計無流(liú)量有信号。
(5)檢測(cè)接線腔(qiāng)是(shì)否進水。特别是(shì)電流(liú)輸出方式(shì)的渦街流(liú)量計,正、負(fù)接線端(duān)子(zǐ)之間(jiān)由于水的導電(diàn)而形成(chéng)旁(páng)路電(diàn)流,可(kě)能造成了(le)無流量有信号的現象(xiàng)。
(6)可能的(de)故障(zhàng)原因是放大闆的放大倍數或觸(chù)發靈敏(mǐn)度過(guò)高。解(jiě)決的(de)方法(fǎ)是調試放大倍數和靈敏(mǐn)度,觀察對(duì)輸出(chū)的影響(xiǎng),做出必(bì)要的(de)調整。
(7)可能的(de)故障原(yuán)因是(shì)管道閥門(mén)未徹底關(guān)閉(bì),有(yǒu)漏流(liú)量。此時需(xū)要在現場(chǎng)檢(jiǎn)查壓力(lì)和閥門(mén)關閉情況。
2.3流量(liàng)輸(shū)出不(bú)穩定
(1)可能的故(gù)障原因是(shì)流量計安(ān)裝(zhuāng)不同心(xīn)。檢測的方法是(shì)拆下儀表檢查法蘭與管道的(de)位置,如果(guǒ)是由(yóu)于安裝不同心(xīn)引起的(de),重新安(ān)裝儀(yí)表。
(2)可能的(de)故障原因是直管段不夠或者(zhě)管道内徑與儀表内徑(jìng)不一緻(zhì)。需要檢測(cè)管道(dào)内徑和儀表内(nèi)徑,有必要(yào)時更(gèng)換儀表(biǎo)安裝位(wèi)置或加長(zhǎng)前、後(hòu)直管(guǎn)段(duàn)。
(3)可(kě)能的(de)故障(zhàng)原(yuán)因是儀(yí)表選型不合适(shì)。如果選型有誤(wù),常用流量在非(fēi)線性區,甚至在臨界死區附近(jìn),那麽就可能出(chū)現流(liú)量波動。在(zài)工藝(yì)條件(jiàn)允許(xǔ)的情況下,加(jiā)大(dà)流量，如(rú)果流量(liàng)穩定了，則更換(huàn)通徑(jìng)小(xiǎo)一(yī)檔的(de)流量(liàng)計。
(4)可能的(de)原因是(shì)流體中(zhōng)存在(zài)液氣、液固(gù)或氣固兩相流。渦街流(liú)量計隻(zhī)能測單相流，不(bú)能測兩(liǎng)相(xiàng)流,這(zhè)是由(yóu)漩渦流量(liàng)計工(gōng)作原理所決定的。檢測時一般(bān)憑(píng)經驗,或(huò)根據.流(liú)體(tǐ)性質(zhì)及工況壓(yā)力、溫(wēn)度等來判(pàn)斷是否存在液氣、液(yè)固、氣(qì)固兩(liǎng)相流(liú)。如介質爲液(yè)氨(ān),輕胫等易(yì)揮發(fā)液體時,容易出(chū)現此類現象。對(duì)于液(yè)體(tǐ)，如(rú)果是(shì)液固兩相流，一般可(kě)在流量計(jì)的.上遊端(duān)加裝(zhuāng)過濾器。如果是(shì)液氣兩相流，則可在流量計的(de).上遊端加裝消(xiāo)氣器(qì)。
(5)可能的故(gù)障原(yuán)因是流量計與(yǔ)流(liú)量調節(jiē)控制(zhì)系統産(chǎn)生系統(tǒng)振蕩。将調(diào)節控制系統的閥門(mén)開度控制器打到手動檔(dàng),當把閥(fá)門開到(dào)一定值，如(rú)果流量顯(xiǎn)示比(bǐ)較穩(wěn)定或稍有(yǒu)些波(bō)動(dòng),那(nà)說明存在(zài)系統振蕩(dàng)。一(yī)般(bān)處理(lǐ)的方法是(shì)重新(xīn)整(zhěng)定pid參數(shù)。
(6)可能(néng)的故(gù)障原(yuán)因是發(fā)生體上(shàng)纏繞(rào)有纖維物。如果發生(shēng)體上(shàng)纏繞(rào)着纖維物(wù)，它将(jiāng)大(dà)大(dà)減弱(ruò)漩渦的渦漩力(lì),由于漩渦(wō)的作(zuò)用,纖(xiān)維物(wù)随流(liú)體擺動(dòng),從(cóng)而造成漩渦的波動(dòng)，流量(liàng)顯示(shì)亦波(bō)動。可以(yǐ)拆除(chú)檢(jiǎn)測,清理後(hòu)重新(xīn)安裝。
(7)可能的故(gù)障原因是轉換(huàn)放(fàng)大器的輸入(rù)通道損壞(huài)一(yī)路(lù)。由工(gōng)作原理可(kě)知,當一(yī)路信号(hào)沒有(yǒu)之後,信噪比大大下(xià)降,背(bèi)景噪(zào)聲未衰減(jiǎn)進入後(hòu)面(miàn)處理(lǐ),尖峰(fēng)脈沖将會(huì)造成流量(liàng)顯示(shì)的不(bú)穩(wěn)定。可以(yǐ)從輸(shū)入(rù)端(duān)注入人體(tǐ)感應(yīng)信号(hào),用以觀(guān)察輸出端的(de)變化情況(kuàng)。實際(jì)檢修中也(yě)可以利用(yòng)現場(chǎng)有的其他類型流量計(jì)主(zhǔ)闆更(gèng)換進行檢(jiǎn)查。确定有(yǒu)故障(zhàng),應當(dāng)予以更換。
(8)可能的故障(zhàng)原因是(shì)儀表(biǎo)參數設置錯誤(wù)。對照說明書檢測各項參數,如有錯誤重(zhòng)新設置。
2.4流量計(jì)量誤差較大
2.3中(zhōng)提到的各項故(gù)障原因也都有(yǒu)可能是(shì)流量計量誤差大的因(yīn)素。此外(wài)，還(hái)有可(kě)能是(shì)以下原因(yīn)造(zào)成(chéng)的(de)故(gù)障。
(1)測(cè)量氣(qì)體或者蒸(zhēng)汽沒有(yǒu)實時溫(wēn)度補償(cháng)或(huò)固定設置(zhì)溫度壓力(lì)進行補償。處理(lǐ)的方法是加(jiā)裝(zhuāng)溫壓補償(cháng)元件(jiàn)或者設置固定(dìng)值補(bǔ)償(cháng)。
(2)測量蒸(zhēng)汽(qì)時飽和蒸汽(qì)不是飽和狀态(tài)。處理(lǐ)的方法是(shì)檢測工藝(yì)流程,改變工藝條件(jiàn)。
(3)檢查配套的二(èr)次儀表參數(shù)設(shè)置是否正确。配(pèi)套的.二(èr)次儀表的輸入方式必(bì)須與流(liú)量(liàng)計相(xiàng)對應匹配,否者(zhě)将會産生(shēng)誤差。
3結束語
　　通過長期的(de)工作實踐(jiàn)證明(míng)，隻要對渦(wō)街流量(liàng)計的原(yuán)理、結構、性能有了全面(miàn)深入的了解(jiě)，加上工作(zuò)經驗的(de)輔助,就(jiù)會有(yǒu)應付各種(zhǒng)故障情況的方法，讓渦(wō)街流量(liàng)計成爲流量測量的得(dé)力助手(shǒu)。同時對常見故(gù)障情況進行系統的分析和整(zhěng)理，也有利于對(duì)常見故障現象(xiàng)有更(gèng)深層(céng)次的(de)認識,爲今後的(de)使用和維護打(dǎ)下更堅(jiān)實的基(jī)礎。

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