渦街流量計(jì)通常采用金屬外殼,外殼的屏蔽效應(yīng)可以防止電場(chǎng)和射頻干擾;對(duì)于磁場(chǎng)的干擾,可以在內(nèi)部電路設(shè)計(jì)中通過(guò)優(yōu)選非磁性元件、印刷電路板合理布線(xiàn)等辦法解決,隨著電子技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的完善也不成問(wèn)題。因此抗電磁干擾主要是抗地線(xiàn)電流干擾。渦街流量計(jì)的干擾信號(hào)主要有電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)干擾兩種,如何解決這兩種抗干擾問(wèn)題就成為改進(jìn)渦街流量計(jì)的關(guān)鍵。
渦街流量計(jì)的壓電晶體裝在阻流體結(jié)構(gòu)上,壓電晶體的一端接外殼,故信號(hào)前置放大器必然接地。渦街流量計(jì)的輸出信號(hào)送到二次儀表,而信號(hào)放大所需的直流電源又由二次儀表提供。壓電晶體的地線(xiàn)與二次儀表的地線(xiàn)之間極可能存在跨步電壓形成電流。這個(gè)電流在信號(hào)放大器的地線(xiàn)中流過(guò)就會(huì)有壓降,這個(gè)壓降與有效信號(hào)迭加在一起,無(wú)法分離,就是地線(xiàn)電流干擾。
地線(xiàn)電流干擾的解決措施是減小或消除了地線(xiàn)電流,最徹底的辦法是把二次儀表來(lái)的直流電源隔離。即將直流電源經(jīng)變壓器隔離后再整流成直流供給渦街流量計(jì),使二次儀表的地線(xiàn)與壓電晶體的地線(xiàn)之間無(wú)任何電氣連接。
同時(shí)有效測(cè)量信號(hào)經(jīng)前置放大后變成脈沖信號(hào),經(jīng)脈沖變壓器輸出至二次儀表,根本上消除地線(xiàn)電流的影響,是一種極其有效的抗干擾措施。然而變壓器隔離的辦法成本相對(duì)較高,體積又大,制造工藝上不容易實(shí)現(xiàn),大大降低了渦街流量計(jì)實(shí)用性。光隔離限流抗干擾措施,能有效減少地線(xiàn)電流的干擾。
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(mǎn)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(mǎn)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(xiàn)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(zhuān)家指出,渦街流量計(jì)直管段一定要保證前40D后20D,才能滿(mǎn)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(mǎn)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。