渦街流量計是一種常用的測量儀器,在多個行業(yè)中都有一定的應用。渦街流量計技術現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的逐步成熟,渦街流量計本身的優(yōu)點是特別多的對于行業(yè)中的作用非常大,但是渦街流量計本身也存在很大的局限性不利于渦街流量計的發(fā)展。那么具體有哪些呢?
渦街流量計的局限性:
1、渦街流量計不適用于低雷諾數(shù)2*104、測量,在高黏度、低流速、小口徑情況下應用受到限制。
2、管道有振動的場所應選用耐振檢測方式的儀表。
3、旋渦分離的穩(wěn)定性受到流速分布畸變和旋轉流的影響,應根據(jù)上游側不同形式的阻流件配置足夠長的直管段,一般可參照節(jié)流式差壓流量計的直管段長度要求安裝。
4、與渦輪流量計相比,儀表系數(shù)較低,分辨率低,且口徑越大越低,一般應用于中小口徑DN25~DN300、。
5、儀表在脈動流、混相流中應用尚缺試驗數(shù)據(jù)。
渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。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(shù)的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。
渦街流量計故障分析:
1、渦街流量計選型方面的問題。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,造成目前實際使用流量減小,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難度太大(有時候。工藝條件的變動只是臨時的)??山Y合參數(shù)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:二循FIC203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,故目前的精度可以使用(相當于降級使用)。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯誤,導致儀表指示有誤。參數(shù)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(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,最終通過重新標定結合相互比較確定了參數(shù),解決了這一問題。
4、渦街流量計二次儀表故障。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(shù)設定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設定以及K系數(shù)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。解決了相應的線路問題,存在的問題也相應解決。
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(diào)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、渦街流量計由于現(xiàn)場調(diào)校不好,或者由于調(diào)校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調(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(diào)整。
渦街流量計是虛用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量交送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋遇,能渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及能滿發(fā)生體特征寬度有關,可用下式表示:
F=Shr/d
式中: f偽旋禍的釋放頻率,Hz; v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,m/s; d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m; Su為斯特羅哈數(shù)。 無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14- 0.27. SI懸 雷諾數(shù)的函數(shù),Si-f( l/Re )
當莆諾數(shù)Re在102 - 105范圍內(nèi),S值約為02,因此,在割量中,要盡量清足流體的雷諾數(shù)在102- 105,旋禍頻率{= 0.2wd。
由此可知,通過測量能渦頻率就可以計算出直過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v.再由式q=rA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。
這些交替變化的旋滿就形成了一系列交替變化的負壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便產(chǎn)生一系列交變電信號,經(jīng)過前置放大器轉換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號或標準信號。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于較為年輕的一類流量計,但其發(fā)展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
1.優(yōu)點
(1)渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。
(2)禍街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1:10。
(3)渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數(shù)的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或燕汽的流量。
(4)它造成的壓力損失小。
(5)準確度較高,重復性為0.5%,且維護量小。-次元件的流量特性對控制系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。由于渦街的輸出頻率與流量成線性關系,當它與調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)器級成一一個控制系統(tǒng)時,相當于一個時滯和時間常數(shù)都小到可忽略的一個滯后環(huán)節(jié),可視為比例 環(huán)節(jié),廣義對象的特性完全取決于回路中其他環(huán)節(jié)。對控制系統(tǒng)幾無影響。
2.缺點
(1)渦街流量計工作狀態(tài)F的體積流量不受被測無體溫度、壓力,密度等熱工參數(shù)的影響,但液體或蒸汽的最終測量結果應是質(zhì)量流量,對于氣體,最終測量結果應是標準體積流量。質(zhì)量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算,必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。
(2)造成流量測量誤差的因素主要有:管道流速不均造成的測量誤差:不能準確確定流體T.況變化時的介質(zhì)密度:將濕飽和蒸汽假設成F飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除,渦街流量計的總測量誤差會很大。
(3)抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產(chǎn)生測量誤差,甚至不能正常工作。道道流體高流速沖擊會使渦街發(fā)生體的懸臂產(chǎn)生附加振動,使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
(4)對測量臟污介質(zhì)適應性差。渦街流量計的發(fā)生體極易被介質(zhì)臟污或被污物纏繞,改變幾何體尺寸.對測量精度造成極大影響。
(5)直管段要求高。專家指出,渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D,才能滿足測量要求。
(6)耐溫性能差。禍街流量計- -般只能測量300C以F介質(zhì)的流體流量。
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