渦街流量計由傳感器還有轉(zhuǎn)換器兩部分組成,傳感器是包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器主要包括前置放大器、濾波整形電路、DAC、輸出接口電路、端子、支架和防護罩等。近年來智能式流量計還會把微處理器、顯示通信以及其他功能模塊裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
渦街流量計在現(xiàn)場當中的應(yīng)用:
1、現(xiàn)場應(yīng)用
渦街流量計適用的流體是比較廣泛的,但是不適用于低雷諾數(shù)(ReD≤2×104)流體。因為在低雷諾數(shù)的時候,斯特勞哈爾數(shù)伴隨著雷諾數(shù)而變,儀表線性度變差。同時,含有固體微粒的流體對于旋渦發(fā)生體的沖刷會產(chǎn)生噪聲,其含有的短纖維如果纏繞在旋渦發(fā)生體上將改變儀表系數(shù)。渦街流量計在混相流體當中的應(yīng)用如下:
?、倏捎糜诤稚?、均勻的微小氣泡,但是容積含氣率應(yīng)該小于7%~10%的氣、液兩相流,如果容積含氣率超出2%,就應(yīng)該對儀表系數(shù)進行修正。
?、诳梢杂糜诤稚?、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固兩相流。
③可用于互不溶解的液液(如油和水)兩組分流等。
脈動流還有旋轉(zhuǎn)流會對渦街流量計產(chǎn)生嚴重影響。如果脈動頻率跟渦街頻率頻帶合拍可能引起諧振,破壞正常工作還有設(shè)備,使得渦街信號產(chǎn)生“鎖定(Lock-in)”現(xiàn)象,這時信號就會固定在某一頻率?!版i定”跟脈動幅值、旋渦發(fā)生體形狀以及堵塞比等有關(guān)。
渦街流量計的精確度對于液體大致是在±0.5%R~±2%R之間,對于氣體在±l%R~±2%R之間,重復(fù)性一般為0.2%~0.5%。由于渦街流量計的儀表系數(shù)比較低,頻率分辨率低,口徑愈大的話精度愈低,所以儀表口徑不宜過大(DN300以下)。
范圍度寬就是渦街流量計的特點,但是重要的一點就是量程下限的流量數(shù)值。一般液體的平均流速下限為0.5m/s,氣體為4~5m/s。渦街流量計的正常流量可以是在正常測量范圍的1/2~2/3處。
渦街流量計的最大優(yōu)點是儀表系數(shù)不受測量介質(zhì)物性的影響,可以由一種典型的介質(zhì)推廣到其他介質(zhì)上面。但由于液、氣的流速范圍差別會很大,導(dǎo)致頻率的范圍也差別很大。處理渦街信號的放大器電路當中,濾波器的通帶會不同,電路參數(shù)亦不同,因此,同一電路的參數(shù)不可以用于測量不同的介質(zhì)。
另外,氣體還有液體的密度差別很大,而旋渦分離的時候產(chǎn)生的信號強度與密度成正比,因此信號強度差別也會很大。液、氣放大器電路的增益、觸發(fā)靈敏度等都是不相同,壓電電荷差別大,電荷放大器的參數(shù)也會不相同。即使同為氣體(或液體、蒸汽),隨著介質(zhì)壓力、溫度、密度不同,使用的流量范圍會不同,信號強度亦不同,電路的參數(shù)同樣是要改變。因此,一臺渦街流量計不經(jīng)硬件或者軟件修改,改變使用介質(zhì)或者改變儀表口徑是不可行的。
2、安裝注意事項
渦街流量計屬于是對管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流還有流動脈動等敏感的流量計,因此,對于現(xiàn)場管道安裝條件應(yīng)該充分重視,嚴格地遵照使用說明書執(zhí)行。
渦街流量計可以安裝在室內(nèi)或室外。如果是安裝在地井里面,為防止被水淹沒,應(yīng)該選用涎水型的傳感器。傳感器在管道上面可以水平、垂直或傾斜安裝,但是測量液體和氣體的時候為了防止氣泡和液滴的干擾,要注意安裝位置。測量含液體和含氣液體的流量儀表安裝必須保證上、下游直管段要有必要的長度。傳感器與管道的連接時要注意以下問題。
?、偕?、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑D’相同,其差異要滿足下述條件:0.95D≤D’≤1.1D;
②配管應(yīng)該跟傳感器同心,同軸度應(yīng)小于0.05D’;
?、勖芊鈮|不可以凸入管道里面,其內(nèi)徑可要比傳感器內(nèi)徑要大1~2mm;
?、苋绻钄嗔鳈z查跟清洗傳感器,應(yīng)設(shè)置旁通管道;
?、轀p小振動對渦街流量計的影響應(yīng)該作為渦街流量計現(xiàn)場安裝的一個突出問題來關(guān)注。首先,在選擇傳感器安裝場所的時候盡量注意到避開振動源;其次,采用的是彈性軟管連接在小口徑中可以考慮;第三,加裝管道支撐物是一個有效的減振方法。
電氣安裝應(yīng)該注意傳感器跟轉(zhuǎn)換器之間采用屏蔽電纜或低噪聲電纜連接,其距離不應(yīng)該超過使用說明書的規(guī)定。布線的時候應(yīng)遠離強功率電源線,盡量要用單獨金屬套管保護。應(yīng)該遵循“一點接地”原則,接地電阻應(yīng)該小于10Ω。整體型和分離型都應(yīng)該在傳感器側(cè)接地,轉(zhuǎn)換器外殼接地點應(yīng)該跟傳感器“同地”。
3、現(xiàn)場常見的故障現(xiàn)象、原因以及排除方法
渦街流量計是有多種的檢測方式,傳感器還有測量電路差別也較大,但是渦街流量計常見的故障有共性。
智能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、蒸氣等多種介質(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。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。
本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。
有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。
渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。
因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量,是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
在實際應(yīng)用中,渦街流量計往往最大流量遠低于儀表的上限值,隨著負荷的變化,最小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的工作段;
為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量;
但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。
縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結(jié)構(gòu)尺寸??;
僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。
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(shè)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(yīng)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(guān)。比如,一條渦街管線設(shè)計上供幾個設(shè)備使用,由于工藝部分設(shè)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(shè)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??山Y(jié)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(guān)。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(dǎo)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(guān)。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(jié)合相互比較確定了參數(shù),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(shè)定有個別位顯示壞,K系數(shù)設(shè)定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定,這部分原因主要向問題①、②有關(guān)。通過修復(fù)相應(yīng)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(guān)。
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(guān)。尤其是對于后續(xù)的記錄儀,在記錄儀長期損壞無法修復(fù)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(yīng)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(guān)。通過相應(yīng)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(zhuǎn)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(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(guān)。使用示波器,加上結(jié)合工藝運行情況,重新調(diào)整。
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