一、渦街流量計的測量范圍較大,一般10∶1,但測量下限受許多因素限制
Re>10000是渦街流量計工作的最基本條件,除此之外,它還受旋渦產(chǎn)生響應(yīng)信號,旋渦頻率f也小,還會使信號處理發(fā)生困難。測量上限則傳感器的頻率響應(yīng)和電路的頻率限制,因此設(shè)計時一定要對流速范圍進行計算、核算,根據(jù)流體的流速進行選擇。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜,選型時除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。
二、振動也是該類儀表的一大勁敵
因此在使用時應(yīng)注意避免機械振動,尤其是管道的橫向振動(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動),這種影響在流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感,故直管段長度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動條件時,是不宜選用的。即使是抗振性較強的電容式、超聲波式,保證流體為充分發(fā)展的單向流,也是不可忽略的。
三、介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響
如壓力應(yīng)力式渦街流量計不能長期使用在300°C狀態(tài),因其絕緣阻抗會由常溫下的10-100MΩ急降至1-101Ω,輸出信號也變小,導(dǎo)致測量特性惡化。在測量系統(tǒng)中,傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計是一種比較新型的流量計,處于發(fā)展階段,還不很成熟,如果選擇不當,性能也不能很好發(fā)揮。只有經(jīng)過合理選型、正確安裝后,還需要在使用過程中認真定期維護,不斷積累經(jīng)驗,提高對系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷、處理問題的能力,從而達到令人滿意的效果。
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(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(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或標準信號。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬于比較年輕的一類流量計,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(jié)構(gòu)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(fù)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(guān)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(jié)果應(yīng)是質(zhì)量流量,對于氣體,最終測量結(jié)果應(yīng)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(shè)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(yīng)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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1、渦街流量計應(yīng)定期清洗渦街流量計的探頭,檢查中曾發(fā)現(xiàn),個別探頭檢測孔已被污物堵塞,甚至被塑料布裹住,影響了正常測量。
2、渦街流量計定期檢查接地和屏蔽情況,消除外界干擾。有時候指示問題是由于受到干擾所至。
3、渦街流量計由于K系數(shù)的確定在渦街的整個環(huán)節(jié)中非常重耍,K系數(shù)的準確與否直接影響著回路的準確度,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定的手段與能力,只能送出標定,受工藝運行的影響,要從管道上拆下渦街送出要5、6天的標定時間,工藝方面很難滿足,從而無法確定K系數(shù)。今年,通過流量儀表間的改造,雖已經(jīng)具備了較小口徑的渦街標定條件,但對于較大口徑的渦街仍然無能為力,以后應(yīng)注意使用渦街的現(xiàn)場標定方法,使用標準頻率以及便攜式超聲波流量計,測出管道中的瞬時流量以及傳感器的脈沖輸出頻率,現(xiàn)場計算K系數(shù)。
4、渦街流量計安裝環(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,受潮之后影響運行。
5、渦街流量計儀表的數(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。
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