特定(ding)的流(liu)動(dong)條件(jian)下,壹部分流(liu)體動(dong)能(neng)會(hui)轉化為(wei)流(liu)體振動(dong),其(qi)振(zhen)動(dong)頻率(lv)與(yu)流(liu)速(流(liu)量)有(you)確定(ding)的比例關(guan)系,這(zhe)就(jiu)是渦街流(liu)量計(ji)的(de)原(yuan)理(li)。今天(tian)自動(dong)化頻道為大家介(jie)紹(shao)渦街流(liu)量計(ji)的(de)應(ying)用。
特(te)點(dian)
渦(wo)街流(liu)量計(ji)具有(you)以(yi)下壹些(xie)特點(dian):
①輸(shu)出為脈沖(chong)頻(pin)率(lv),其(qi)頻(pin)率(lv)與(yu)被(bei)測(ce)流(liu)體的實際體積流(liu)量成(cheng)正(zheng)比,不受(shou)流(liu)體組分(fen)、密度、壓(ya)力、溫度(du)的(de)影(ying)響(xiang);
②測(ce)量(liang)範(fan)圍寬,壹般範(fan)圍度可(ke)達10:1以(yi)上;
③準(zhun)確度(du)為中上水平(ping);
④無可(ke)動(dong)部件(jian),可(ke)靠性高;
⑤結構簡(jian)單(dan)牢(lao)固,安(an)裝方便(bian),維(wei)護費(fei)較低;
⑥應(ying)用範(fan)圍廣泛(fan),可(ke)適用液體、氣(qi)體和蒸(zheng)汽(qi)。
在(zai)現(xian)場中的(de)應(ying)用
渦(wo)街流(liu)量計(ji)適(shi)用的(de)流(liu)體比較廣泛(fan),但(dan)不適(shi)用於(yu)低雷(lei)諾(nuo)數(shu)(ReD≤2×104)流(liu)體。因為在(zai)低雷(lei)諾(nuo)數(shu)時,斯特(te)勞(lao)哈爾數(shu)隨(sui)著雷諾數(shu)而(er)變,儀表(biao)線性度變差。
同時,含固體微粒的流(liu)體對旋渦(wo)發(fa)生體的沖(chong)刷(shua)會(hui)產生(sheng)噪聲(sheng),其(qi)含有(you)的(de)短(duan)纖(xian)維若(ruo)纏(chan)繞在(zai)旋渦(wo)發(fa)生體上將改(gai)變儀表(biao)系數(shu)。
渦(wo)街流(liu)量計(ji)在(zai)混(hun)相(xiang)流(liu)體中的(de)應(ying)用如(ru)下:
①可(ke)用於(yu)含分散、均(jun)勻(yun)的(de)微(wei)小氣(qi)泡(pao),但容(rong)積含氣(qi)率(lv)應(ying)小於(yu)7%~10%的(de)氣(qi)、液兩(liang)相流(liu),若(ruo)容(rong)積含氣(qi)率(lv)超(chao)出(chu)2%就(jiu)應(ying)對儀表(biao)系數(shu)進(jin)行修(xiu)正(zheng)。
②可(ke)用於(yu)含分散、均(jun)勻(yun)的(de)固體微粒,含量不大於(yu)2%的(de)氣(qi)固、液固兩(liang)相流(liu)。
③可(ke)用於(yu)互(hu)不溶解(jie)的液液(如(ru)油(you)和水)兩(liang)組分(fen)流(liu)等(deng)。脈動(dong)流(liu)和旋轉流(liu)會(hui)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)產(chan)生(sheng)嚴重影(ying)響(xiang)。如(ru)果(guo)脈動(dong)頻率(lv)與(yu)渦(wo)街頻(pin)率(lv)頻帶合拍可(ke)能(neng)引起(qi)諧振(zhen),破(po)壞正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)和設(she)備(bei),使(shi)渦街信(xin)號(hao)產(chan)生“鎖(suo)定(ding)(Lock-in)”現(xian)象(xiang),這(zhe)時信號(hao)會(hui)固定(ding)於(yu)某(mou)壹(yi)頻率(lv)。“鎖定(ding)”與(yu)脈(mai)動(dong)幅值、旋渦(wo)發(fa)生體形狀(zhuang)及堵(du)塞比等(deng)有(you)關(guan)。
渦街流(liu)量計(ji)的(de)準(zhun)確度(du)對於(yu)液體大致在(zai)±0.5%R~±2%R之間,對於(yu)氣(qi)體在(zai)±l%R~±2%R之間,重復性壹般為(wei)0.2%~0.5%。由(you)於(yu)渦(wo)街流(liu)量計(ji)的(de)儀表(biao)系數(shu)較低,頻(pin)率(lv)分辨(bian)率(lv)低,口(kou)徑(jing)愈大精度(du)愈(yu)低,故(gu)儀表(biao)口(kou)徑(jing)不宜(yi)過(guo)大(DN300以(yi)下)。
範(fan)圍度寬是渦街流(liu)量計(ji)的(de)特(te)點(dian),但(dan)重要的(de)壹點(dian)是量程(cheng)下限的(de)流(liu)量數(shu)值(zhi)。壹(yi)般液體平(ping)均(jun)流(liu)速下限為(wei)0.5m/s,氣(qi)體為4~5m/s。渦(wo)街流(liu)量計(ji)的(de)正(zheng)常(chang)流(liu)量好(hao)在(zai)正(zheng)常(chang)測(ce)量(liang)範(fan)圍的1/2~2/3處(chu)。
渦(wo)街流(liu)量計(ji)的(de)大優點(dian)是儀表(biao)系數(shu)不受(shou)測(ce)量(liang)介(jie)質(zhi)物(wu)性的影(ying)響(xiang),可(ke)以(yi)由(you)壹(yi)種(zhong)典型介(jie)質(zhi)推廣(guang)到其(qi)他(ta)介質(zhi)上。但由(you)於(yu)液、氣(qi)的(de)流(liu)速範(fan)圍差別(bie)很(hen)大,導致(zhi)頻(pin)率(lv)範(fan)圍亦(yi)差(cha)別(bie)很(hen)大。處(chu)理(li)渦(wo)街信(xin)號(hao)的(de)放大器(qi)電路(lu)中,濾(lv)波器(qi)的(de)通(tong)帶不同,電路(lu)參(can)數(shu)亦(yi)不同,因此,同壹電路(lu)參(can)數(shu)不能(neng)用於(yu)測(ce)量(liang)不同介質。另外(wai),氣(qi)體和液體的密度差(cha)別(bie)很(hen)大,而旋渦(wo)分(fen)離時產生(sheng)的信號(hao)強(qiang)度與(yu)密度成(cheng)正(zheng)比,因此信(xin)號(hao)強(qiang)度差(cha)別(bie)亦(yi)很(hen)大。液、氣(qi)放大器(qi)電路(lu)的(de)增益(yi)、觸(chu)發靈敏度等(deng)皆(jie)不相(xiang)同,壓(ya)電電荷(he)差(cha)別(bie)大,電荷(he)放大器(qi)的(de)參(can)數(shu)也不相(xiang)同。即使同為氣(qi)體(或液體、蒸(zheng)汽(qi)),隨著介質壓(ya)力、溫度(du)、密度不同,使用的(de)流(liu)量範(fan)圍不同,信號(hao)強(qiang)度亦(yi)不同,電路(lu)參(can)數(shu)同樣要改(gai)變。因此,壹(yi)臺(tai)渦街流(liu)量計(ji)不經(jing)硬(ying)件(jian)或軟(ruan)件(jian)修(xiu)改(gai),改(gai)變使用介(jie)質或改(gai)變儀表(biao)口(kou)徑(jing)是不可(ke)行的(de)。
安(an)裝註意事(shi)項
渦街流(liu)量計(ji)屬於(yu)對(dui)管道流(liu)速分(fen)布(bu)畸變、旋轉流(liu)和流(liu)動(dong)脈動(dong)等(deng)敏感的流(liu)量計(ji),因此,對(dui)現(xian)場管道安(an)裝條件(jian)應(ying)充分(fen)重視,嚴格(ge)遵照(zhao)使(shi)用說明(ming)書執(zhi)行。
渦(wo)街流(liu)量計(ji)可(ke)安(an)裝在(zai)室內(nei)或(huo)室外(wai)。如(ru)果(guo)安(an)裝在(zai)地(di)井(jing)裏(li),為防止被(bei)水淹(yan)沒,應(ying)選用涎(xian)水型傳(chuan)感器(qi)。傳(chuan)感器(qi)在(zai)管道上可(ke)以(yi)水平(ping)、垂(chui)直或(huo)傾(qing)斜(xie)安(an)裝,但測(ce)量(liang)液體和氣(qi)體時為防(fang)止氣(qi)泡(pao)和液滴(di)的(de)幹擾(rao),要註意安(an)裝位置。
渦街流(liu)量計(ji)必(bi)須(xu)保(bao)證上、下遊直管段有(you)必(bi)要的(de)長度。
在(zai)圖5中,a為(wei)壹(yi)個(ge)90°彎頭(tou),b為(wei)同心(xin)擴(kuo)管,c為(wei)同心(xin)收縮(suo)全(quan)開(kai)閥門,d為(wei)不同平(ping)面兩(liang)個(ge)90°彎頭(tou),e為(wei)調節閥(fa)半開(kai)閥門,f為(wei)同壹平(ping)面兩(liang)個(ge)90°彎頭(tou)。傳(chuan)感器(qi)與(yu)管道的連(lian)接(jie)如(ru)圖6所示(shi),在(zai)與(yu)管道連(lian)接(jie)時要註意以(yi)下問(wen)題。
①上、下遊配(pei)管內(nei)徑(jing)D與(yu)傳(chuan)感器(qi)內(nei)徑(jing)D’相(xiang)同,其(qi)差(cha)異滿足下述(shu)條件(jian):0.95D≤D’≤1.1D;
②配(pei)管應(ying)與(yu)傳(chuan)感器(qi)同心(xin),同軸(zhou)度(du)應(ying)小於(yu)0.05D’;
③密封墊不能(neng)凸入管道內(nei),其(qi)內(nei)徑(jing)可(ke)比傳感器(qi)內(nei)徑(jing)大1~2mm;
④如(ru)需斷(duan)流(liu)檢(jian)查(zha)與(yu)清(qing)洗(xi)傳感器(qi),應(ying)設(she)置旁通(tong)管道;
⑤減小振動(dong)對渦街流(liu)量計(ji)的(de)影(ying)響(xiang)應(ying)該作(zuo)為渦(wo)街流(liu)量計(ji)現(xian)場安(an)裝的壹個(ge)突(tu)出問(wen)題來(lai)關(guan)註。首先(xian),在(zai)選擇傳(chuan)感器(qi)安(an)裝場所時盡量(liang)註意避(bi)開(kai)振動(dong)源;其(qi)次,采(cai)用彈(dan)性軟管連(lian)接(jie)在(zai)小口(kou)徑(jing)中可(ke)以(yi)考(kao)慮;第(di)三,加(jia)裝管道支撐物(wu)是有(you)效(xiao)的(de)減(jian)振(zhen)方法(fa)。
在(zai)眾多(duo)的(de)流(liu)量計(ji)中,渦(wo)街流(liu)量計(ji)的(de)購置費(fei)低於(yu)質(zhi)量(liang)式、電磁(ci)式、容(rong)積式等(deng)類型,而(er)安(an)裝、運行(xing)、維護(hu)費低於(yu)節流(liu)式、容(rong)積式、渦輪(lun)式等(deng)類型,是壹種(zhong)經濟(ji)性較好、比較實用的(de)流(liu)量計(ji)。渦(wo)街流(liu)量計(ji)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)牢(lao)固,安(an)裝維護方便(bian),尤其(qi)適(shi)用於(yu)冶煉廠(chang)、化(hua)工(gong)廠、輸(shu)油(you)管道等(deng)工(gong)業(ye)現(xian)場的(de)使用。