渦街流量計(jì)是一種無運(yùn)動(dòng)部件的流量測(cè)量?jī)x表,通過測(cè)量流路中障礙物下游的旋渦頻率來反應(yīng)流速的,從而達(dá)到測(cè)量流量的目的。
這種流量計(jì)具有使用范圍廣,測(cè)量精度高,磨損小,輸出信號(hào)呈線性并可遠(yuǎn)距離傳輸,便于安裝及維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
常見的渦街流量計(jì)安裝錯(cuò)誤:
1.渦街前后直管段不符合要求
渦街前后直管段的作用就是為了保證管道內(nèi)流體的流動(dòng)穩(wěn)定,但由于工藝管道上常有拐彎、分叉、匯合等阻力件出現(xiàn),使流體穩(wěn)定變?yōu)閿_動(dòng),從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。消除方法是按照前后管道要求,合理設(shè)計(jì)節(jié)流裝置的安裝位置。
2.渦街上下游面受損或渦街法蘭墊片凸出管道內(nèi)
在運(yùn)輸渦街或施工人員安裝渦街過程中,容易造成上下游面受損或法蘭墊片凸出管道內(nèi),從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。消除方法是提高施工人員的技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心。
施工人員在安裝渦街前應(yīng)仔細(xì)檢查渦街片,若發(fā)現(xiàn)渦街上下游面受損,應(yīng)及時(shí)更換;在安裝渦街過程中應(yīng)避免損壞渦街片;安裝法蘭墊片時(shí),要使法蘭墊片中心線和管道中心線一致。
3.渦街上下游面反裝
安裝前,應(yīng)正確辨認(rèn)管道內(nèi)介質(zhì)流向及渦街方向,否則將導(dǎo)致測(cè)量值偏低。這是因?yàn)槭┕と藛T的粗心所致,消除方法就是在安裝渦街時(shí),使渦街上標(biāo)有“+”的面處在流向的上游側(cè)。
4、不同渦街裝錯(cuò)位置
這種情況一般在試車階段特別容易出現(xiàn)。在試車階段,各工藝管道需要多次吹掃,頻繁拆裝渦街。若渦街尺寸一樣,稍不注意就會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò),調(diào)換渦街即可恢復(fù)正常。
由此可見為了讓儀表發(fā)揮最大功能和作用,正確選型是首要條件,正確安裝是決定性因素。
渦街流量計(jì)安裝前注意事項(xiàng):
1.儀表安裝前,工藝管道應(yīng)進(jìn)行吹掃,防止管道中滯留的鐵磁性物質(zhì)附著在儀表里,影響儀表的性能,甚至?xí)p壞儀表。如果不可避免,應(yīng)在儀表的入口安裝磁過濾器。儀表本身不參加投產(chǎn)前的氣掃,以免損壞儀表。
2.儀表在安裝到工藝管道之前,應(yīng)檢查其有無損壞。
3.儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝,如果是垂直安裝形式,應(yīng)保證儀表的中心垂線與鉛垂線夾角小于2°;如果是水平安裝,應(yīng)保證儀表的水平中心線與水平線夾角小于2°。
4.儀表的上下游管道應(yīng)與儀表的口徑相同,連接法蘭或螺紋應(yīng)與儀表的法蘭和螺紋匹配,儀表上游直管段長(zhǎng)度應(yīng)保證至少是儀表公稱口徑的5倍,下游直管段長(zhǎng)度大于等于250mm。
5.由于儀表是通過磁耦合傳遞信號(hào)的,所以為了保證儀表的性能,安裝周圍至少250px處,不允許有鐵磁性物質(zhì)存在。
6.測(cè)量氣體的儀表,是在特定壓力下校準(zhǔn)的,如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣,將會(huì)在 浮子處產(chǎn)生氣壓降,并引起數(shù)據(jù)失真。如果是這樣的工況條件,應(yīng)在儀表的出口安裝一個(gè)閥門。
7.安裝在管道中的儀表不應(yīng)受到應(yīng)力的作用,儀表的出入口應(yīng)有合適的管道支撐,可以使儀表處于最小應(yīng)力狀態(tài)。
8.安裝PTFE(聚四氟乙烯)襯里的儀表時(shí),要特別小心。由于在壓力的作用下,PTFE會(huì)變形,所以法蘭螺母不要隨意擰得過緊。
9.帶有液晶顯示的儀表,安裝時(shí)要盡量避免陽光直射顯示器,降低液晶使用壽命。
10.低溫介質(zhì)測(cè)量時(shí),需選夾套型。
渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理來進(jìn)行測(cè)量的,液體流過渦街流量計(jì)的漩渦發(fā)生體時(shí),產(chǎn)生上下交的兩列旋渦,漩渦的頻率與流體的流速有關(guān),通過測(cè)量漩渦的頻率f就可計(jì)算出流體的流速v,流量q=vA,,式中A為流過漩渦發(fā)生體的橫截面積。渦街流量計(jì)由于有其它流量測(cè)量?jī)x表不可相比的優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。有取代差壓式流量計(jì)的趨勢(shì)。
其特點(diǎn)如下:
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠;
(2)無須維護(hù),使用成本低;
(3)克服了管路泄漏現(xiàn)象;
?。?)應(yīng)用范圍廣;
?。?)壓力損失??;
智能渦街流量計(jì)是以全新的設(shè)計(jì)理念,將溫度、壓力、流量信號(hào)集于一體,通過智能數(shù)字處理器將三種信號(hào)混合處理后輸出一個(gè)補(bǔ)償后的標(biāo)準(zhǔn)流量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體、蒸汽的溫壓補(bǔ)償功能。由于采用了智能一體化的設(shè)計(jì)理念,因此,溫壓補(bǔ)償智能型渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用維護(hù)方便的特點(diǎn)。
下面介紹智能渦街流量計(jì)工作原理:
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門原理,如圖(一)所示。
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測(cè)探頭或壓電檢測(cè)探頭及相應(yīng)匹配電路,即可構(gòu)成電容檢測(cè)式空氣流量/傳感器或壓電檢測(cè)式煤氣流量傳感器。
圖(一)旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼空氣原理,有如下關(guān)系式:
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
式中:f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(shù)
V-流體的平均流速
d-柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
在曲線表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為空氣流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速,由流速V求出體積流量。
Q=3600f/K或M=ρ3600f/K
式中:K=儀表常數(shù)(1/m3)。
M=質(zhì)量流量
Q=體積流量(m3/h)
ρ=介質(zhì)密度(kg/m3)
F=頻率Hz
智能渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)
智能渦街流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖3所示。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測(cè)元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
旋渦發(fā)生體是檢測(cè)器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失)密切相關(guān),對(duì)它的要求如下。
1)能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離;
2)在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi),有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn),保持恒定的斯特勞哈爾數(shù);
3)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街,信號(hào)的信噪比高;
4)形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及各種檢測(cè)元件的安裝和組合;
5)材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求,耐腐蝕,耐磨蝕,耐溫度變化;
6)固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。
已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體,它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類,如圖4所示。單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱,其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用廣泛的一種,如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可采用多旋渦發(fā)生體,不過它的應(yīng)用并不普遍。
智能渦街流量計(jì)外型簡(jiǎn)潔,測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定,具有多種安裝、供電、信號(hào)輸出方式,可提供特殊管道及工況定制,產(chǎn)品選型,現(xiàn)場(chǎng)工控自動(dòng)化設(shè)計(jì)等.