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特定的流動(dòng)條件下，一部分流體動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為流體振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系，這就是渦街流量計(jì)的原理。今天自動(dòng)化頻道為大家介紹渦街流量計(jì)的應(yīng)用。
特點(diǎn)
渦街流量計(jì)具有以下一些特點(diǎn)：
?、佥敵鰹槊}沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比，不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響;
②測(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10：1 以上;
③精確度為中上水平;
?、軣o可動(dòng)部件，可靠性高;
⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低;
?、迲?yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸汽。
在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用
渦街流量計(jì)適用的流體比較廣泛，但不適用于低雷諾數(shù)(Re D ≤ 2 × 10 4 )流體。因?yàn)樵诘屠字Z數(shù)時(shí)，斯特勞哈爾數(shù)隨著雷諾數(shù)而變，儀表線性度變差。
同時(shí)，含固體微粒的流體對(duì)旋渦發(fā)生體的沖刷會(huì)產(chǎn)生噪聲，其含有的短纖維若纏繞在旋渦發(fā)生體上將改變儀表系數(shù)。
渦街流量計(jì)在混相流體中的應(yīng)用如下：
①可用于含分散、均勻的微小氣泡，但容積含氣率應(yīng)小于 7%～10% 的氣、液兩相流，若容積含氣率超出2%就應(yīng)對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行修正。
②可用于含分散、均勻的固體微粒，含量不大于2%的氣固、液固兩相流。
?、劭捎糜诨ゲ蝗芙獾囊阂?如油和水)兩組分流等。脈動(dòng)流和旋轉(zhuǎn)流會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如果脈動(dòng)頻率與渦街頻率頻帶合拍可能引起諧振，破壞正常工作和設(shè)備，使渦街信號(hào)產(chǎn)生“鎖定(Lock-in)”現(xiàn)象，這時(shí)信號(hào)會(huì)固定于某一頻率?！版i定”與脈動(dòng)幅值、旋渦發(fā)生體形狀及堵塞比等有關(guān)。
渦街流量計(jì)的精確度對(duì)于液體大致在± 0.5%R～±2%R 之間，對(duì)于氣體在± l%R ～± 2%R 之間，重復(fù)性一般為0.2%～0.5%。由于渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)較低，頻率分辨率低，口徑愈大精度愈低，故儀表口徑不宜過大(DN300以下)。
范圍度寬是渦街流量計(jì)的特點(diǎn)，但重要的一點(diǎn)是量程下限的流量數(shù)值。一般液體平均流速下限為 0.5m/s，氣體為 4～5m / s。渦街流量計(jì)的正常流量最好在正常測(cè)量范圍的1/2～2/3 處。
渦街流量計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是儀表系數(shù)不受測(cè)量介質(zhì)物性的影響，可以由一種典型介質(zhì)推廣到其他介質(zhì)上。但由于液、氣的流速范圍差別很大，導(dǎo)致頻率范圍亦差別很大。處理渦街信號(hào)的放大器電路中，濾波器的通帶不同，電路參數(shù)亦不同，因此，同一電路參數(shù)不能用于測(cè)量不同介質(zhì)。另外，氣體和液體的密度差別很大，而旋渦分離時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度與密度成正比，因此信號(hào)強(qiáng)度差別亦很大。液、氣放大器電路的增益、觸發(fā)靈敏度等皆不相同，壓電電荷差別大，電荷放大器的參數(shù)也不相同。即使同為氣體(或液體、蒸汽)，隨著介質(zhì)壓力、溫度、密度不同，使用的流量范圍不同，信號(hào)強(qiáng)度亦不同，電路參數(shù)同樣要改變。因此，一臺(tái)渦街流量計(jì)不經(jīng)硬件或軟件修改，改變使用介質(zhì)或改變儀表口徑是不可行的。
安裝注意事項(xiàng)
渦街流量計(jì)屬于對(duì)管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動(dòng)脈動(dòng)等敏感的流量計(jì)，因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道安裝條件應(yīng)充分重視，嚴(yán)格遵照使用說明書執(zhí)行。
渦街流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里，為防止被水淹沒，應(yīng)選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，但測(cè)量液體和氣體時(shí)為防止氣泡和液滴的干擾，要注意安裝位置(見圖4)。
渦街流量計(jì)必須保證上、下游直管段有必要的長(zhǎng)度(見圖5)。
在圖5中，a為一個(gè)90°彎頭，b 為同心擴(kuò)管，c為同心收縮全開閥門，d為不同平面兩個(gè)90°彎頭，e為調(diào)節(jié)閥半開閥門，f為同一平面兩個(gè)90°彎頭。傳感器與管道的連接如圖6 所示，在與管道連接時(shí)要注意以下問題。
?、?上、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑 D ’相同，其差異滿足下述條件：0.95D ≤ D’≤ 1.1D;
② 配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于 0.05D’;
?、?密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1～2mm;
?、?如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道(見圖7);
⑤ 減小振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)的影響應(yīng)該作為渦街流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的一個(gè)突出問題來關(guān)注。首先，在選擇傳感器安裝場(chǎng)所時(shí)盡量注意避開振動(dòng)源;其次，采用彈性軟管連接在小口徑中可以考慮;第三，加裝管道支撐物是有效的減振方法。
在眾多的流量計(jì)中，渦街流量計(jì)的購(gòu)置費(fèi)低于質(zhì)量式、電磁式、容積式等類型，而安裝、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)低于節(jié)流式、容積式、渦輪式等類型，是一種經(jīng)濟(jì)性較好、比較實(shí)用的流量計(jì)。渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝維護(hù)方便，尤其適用于冶煉廠、化工廠、輸油管道等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用。
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