渦街流量計(jì)是基于卡曼渦街原理,主要表現(xiàn)為在流動(dòng)的流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體(阻流體),從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦。廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對(duì)過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮?dú)?、氫氣、天然氣、煤氣等)、水和液體(如:水、汽油、酒精、苯類(lèi)等)的計(jì)量和控制。
在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保監(jiān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)沼氣的測(cè)量,那么針對(duì)測(cè)量沼氣的流量計(jì)精確測(cè)量和選型應(yīng)注意幾個(gè)方面:結(jié)構(gòu)類(lèi)型、連接方式、防爆形式、輸出方式和顯示方法。
1、沼氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)類(lèi)型:
一體型結(jié)構(gòu)和分體型結(jié)構(gòu)。一般采用一體型結(jié)構(gòu),只有在特殊場(chǎng)合下采用分體型結(jié)構(gòu)(如:介質(zhì)溫度高時(shí)、環(huán)境溫度或濕度高時(shí)、帶現(xiàn)場(chǎng)顯示為讀數(shù)方便時(shí))。
2、沼氣流量計(jì)連接方式:
法蘭卡裝式(表體不帶法蘭)或法蘭連接式(表體本身帶法蘭)。一般建議選用法蘭卡裝式,因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格低,而且供貨周期短。
3、沼氣流量計(jì)防爆形式:
非防爆型和本安防爆型。如果被測(cè)介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測(cè)量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì),應(yīng)選用防爆型。
4、沼氣流量計(jì)信號(hào)輸出方式:
脈沖信號(hào)輸出和4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。一般情況下建議采用脈沖信號(hào)輸出,因?yàn)槊}沖信號(hào)直接與旋渦脫落頻率相對(duì)應(yīng),不需轉(zhuǎn)換,具有較高的累計(jì)精度;同時(shí),脈沖信號(hào)傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測(cè)量系統(tǒng)。
5、沼氣流量計(jì)顯示方法:
無(wú)現(xiàn)場(chǎng)顯示、帶現(xiàn)場(chǎng)顯示和只帶現(xiàn)場(chǎng)顯示?,F(xiàn)場(chǎng)顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路,可顯示累積流量、瞬時(shí)流量等參數(shù)。
在使用過(guò)程中如何調(diào)整渦街流量計(jì)對(duì)沼氣的測(cè)量靈敏度:
1、觸發(fā)電平的調(diào)整:
觸發(fā)電平的增加(脈沖發(fā)生的靈敏度),會(huì)使流量的靈敏度減小。在管道內(nèi)沒(méi)有任何液體流動(dòng)時(shí),因管線振動(dòng),脈動(dòng)流動(dòng)出現(xiàn)噪聲而造成不正常脈沖發(fā)生可以通過(guò)增加觸發(fā)電平有效地進(jìn)行處理。
通過(guò)渦街流量計(jì)放大器板上的TRG電位計(jì)可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平,放大的渦流波形的峰值無(wú)論何時(shí)超過(guò)預(yù)先確定的觸發(fā)電平,都能轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖。因此,由于增加觸發(fā)電平,流量靈敏度就會(huì)減小。
2、零點(diǎn)調(diào)整:
渦街流量計(jì)正確的接線,通過(guò)低頻信號(hào)發(fā)生器給渦街流量計(jì)輸入幅度為零的信號(hào),調(diào)整零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位計(jì),數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值應(yīng)為4mA。
正確的接線,渦街流量計(jì)用信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)至電荷放大器,加大輸入信號(hào)幅值,轉(zhuǎn)換輸出方波,改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率,直到頻率計(jì)上顯示的值是按上式計(jì)算出的滿量程頻率為止。
渦街流量計(jì)是虛用流體振蕩原理來(lái)測(cè)量流量的,流體在管道中經(jīng)過(guò)渦街流量交送器時(shí),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(guò)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(guān),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(guò)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(wú)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(dāng)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(guò)測(cè)量能渦頻率就可以計(jì)算出直過(guò)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(guò)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(fù)壓力,該壓力作用在檢測(cè)探頭上,便產(chǎn)生一系列交變電信號(hào),經(jīng)過(guò)前置放大器轉(zhuǎn)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(hào)或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
渦街流量計(jì)按頻率檢出方式可分為應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動(dòng)體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計(jì)是屬于比較年輕的一類(lèi)流量計(jì),但其發(fā)展迅速,目前已成為通用的一類(lèi)流量計(jì)。
1.優(yōu)點(diǎn)
(1)渦街流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件,測(cè)量元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,使用壽命長(zhǎng)。
(2)禍街流量計(jì)測(cè)量范圍寬。量程比一般能達(dá)到1:10。
(3)渦街流量計(jì)的體積流量不受被測(cè)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(dú)標(biāo)定。它可以測(cè)量液體、氣體或燕汽的流量。
(4)它造成的壓力損失小。
(5)準(zhǔn)確度較高,重復(fù)性為0.5%,且維護(hù)量小。-次元件的流量特性對(duì)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(guān)系,當(dāng)它與調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)器級(jí)成一一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí),相當(dāng)于一個(gè)時(shí)滯和時(shí)間常數(shù)都小到可忽略的一個(gè)滯后環(huán)節(jié),可視為比例 環(huán)節(jié),廣義對(duì)象的特性完全取決于回路中其他環(huán)節(jié)。對(duì)控制系統(tǒng)幾無(wú)影響。
2.缺點(diǎn)
(1)渦街流量計(jì)工作狀態(tài)F的體積流量不受被測(cè)無(wú)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(cè)量結(jié)果應(yīng)是質(zhì)量流量,對(duì)于氣體,最終測(cè)量結(jié)果應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)體積流量。質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量都必須通過(guò)流體密度進(jìn)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(cè)量誤差的因素主要有:管道流速不均造成的測(cè)量誤差:不能準(zhǔn)確確定流體T.況變化時(shí)的介質(zhì)密度:將濕飽和蒸汽假設(shè)成F飽和蒸汽進(jìn)行測(cè)量。這些誤差如果不加以限制或消除,渦街流量計(jì)的總測(cè)量誤差會(huì)很大。
(3)抗振性能差。外來(lái)振動(dòng)會(huì)使渦街流量計(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,甚至不能正常工作。道道流體高流速?zèng)_擊會(huì)使渦街發(fā)生體的懸臂產(chǎn)生附加振動(dòng),使測(cè)量精度降低。大管徑影響更為明顯。
(4)對(duì)測(cè)量臟污介質(zhì)適應(yīng)性差。渦街流量計(jì)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(duì)測(cè)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(jì)直管段一定要保證前40D后20D,才能滿足測(cè)量要求。
(6)耐溫性能差。禍街流量計(jì)- -般只能測(cè)量300C以F介質(zhì)的流體流量。
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1、渦街流量計(jì)應(yīng)定期清洗渦街流量計(jì)的探頭,檢查中曾發(fā)現(xiàn),個(gè)別探頭檢測(cè)孔已被污物堵塞,甚至被塑料布裹住,影響了正常測(cè)量。
2、渦街流量計(jì)定期檢查接地和屏蔽情況,消除外界干擾。有時(shí)候指示問(wèn)題是由于受到干擾所至。
3、渦街流量計(jì)由于K系數(shù)的確定在渦街的整個(gè)環(huán)節(jié)中非常重耍,K系數(shù)的準(zhǔn)確與否直接影響著回路的準(zhǔn)確度,儀表更換零部件以及工藝管道的磨損等情況,均可能影響K系數(shù)、而很多化工廠又缺少標(biāo)定的手段與能力,只能送出標(biāo)定,受工藝運(yùn)行的影響,要從管道上拆下渦街送出要5、6天的標(biāo)定時(shí)間,工藝方面很難滿足,從而無(wú)法確定K系數(shù)。今年,通過(guò)流量?jī)x表間的改造,雖已經(jīng)具備了較小口徑的渦街標(biāo)定條件,但對(duì)于較大口徑的渦街仍然無(wú)能為力,以后應(yīng)注意使用渦街的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法,使用標(biāo)準(zhǔn)頻率以及便攜式超聲波流量計(jì),測(cè)出管道中的瞬時(shí)流量以及傳感器的脈沖輸出頻率,現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算K系數(shù)。
4、渦街流量計(jì)安裝環(huán)境潮濕的探頭、應(yīng)定期烘干一次,或作防潮處理。由于探頭本身并末作防潮處理,受潮之后影響運(yùn)行。
5、渦街流量計(jì)儀表的數(shù)據(jù)資料的管理應(yīng)引起足夠的重視,以利于日后的工作。