1 工作原理
涡街流量计又称卡门旋涡流量计,它是流体自然振荡的原理制成的一种旋涡分离型流量计。当流体以足够大的流速流过柱状物体时,在柱状物体的后面,沿两条平行直线上产生整齐排列、转向相反的涡列,称为“卡门涡街现象”,如图1所示。
当旋涡在柱体两侧产生时,柱体受到与流向垂直的交变升力的作用,升力的变化频率就是旋涡频率,利用埋设在柱体内的压电元件检测此升力的变化,将其转换为频率信号送入放大器,由放大器进行放大和整形,得到此频率与流速成正比的方波信号。由上式可见,通过测量涡街频率就可算出流速V,进而求出体积流量。
2 涡街流量计安装注意事项
(1)传感器应水平或垂直安装在与管道内径相应的管道上。
(2)前后直管段要求。流量计在安装时,其上游和下游应配置一定长度的直管段,以确保产生旋涡的必要流动条件,流体的流向应和传感器标志的流向一致。一般上游>=30D,下游>=5D。
具体长度应满足表1的要求:
(3)涡街流量计在用作流量调节时,应将流量调节阀安装在传感器的后面,但是如果流体有脉动,如用往复泵输送流体,则应装在阀门的下游或者加储罐,以减少流体的脉动。
(4)防振安装。流量计不能安装在有强烈振动的管道上,以免影响测量精度,特别是管道的横向振动会导致管道内的流体随之振动,从而使仪表产生附加误差。
(5)防电磁场安装。其安装地点应避免外部电磁场的干扰。传感器与二次仪表之间的连线必须采用屏蔽线,并穿在金属管内,金属管接地。
3 涡街流量计使用时的常见故障以及处理方法
3.1 通电时无指示、无输出信号
(1)传感器供电不正确;(2)管道内无流量或流量太小。
相应的处理方法:(1)检查接线,使供电正常;(2)通知工艺部门打开阀门。
3.2 无流量时,有输出信号
(1)仪表屏蔽线或接地不良引入50Hz干扰;(2)管道振动较大;(3)传感器增益过大。
相应的处理方法:(1)加强屏蔽或重新接地;(2)在流量计上游2D处加装固定支撑点,或者在满足直管段要求的前提下加软管过渡;(3)调整增益定位器至适当的位置。
3.3 流量指示值波动大
在实际使用中,这是最容易发生的事情,(1)管道振动过大;(2)灵敏度调得过高;(3)传感器发生体上有附着物;(4)压电晶片损坏;(5)工况波动大。
相应的处理方法:(1)振动处理方法同上;(2)降低灵敏度;(3)拆卸并清洗传感器发生体;(4)更换;(5)检查工况。
3.4 指示误差大
(1)上游直管段长度不够,有气穴现象;(2)仪表常数设定有误;(3)传感器发生体上有附着物。
相应的处理方法:(1)改变安装地点,加整流器,保证上游直管段要求;(2)重新标定及设定仪表常数;(3)拆卸并清洗传感器发生体。
4 结论
涡街流量计可在很宽的流量范围内精确测量气体、液体和蒸汽的流量且不受流体物理性质的影响,又由于无运动部件,无磨损,无须机械维修,机械安装和电气连接简单;同时,相对于孔板和其他流量计来说比较经济,就化工企业的现状而言,相信涡街流量计会有更加广泛的使用空间。