摘要:介紹渦街流量計(jì)的測(cè)量原理,探討它的選型,安裝以及使用中的故障處理,分析原因解決使用中的問(wèn)題。隨著我國(guó)的工業(yè)發(fā)展,也推動(dòng)了智能儀表行業(yè)的快速發(fā)展。渦街流量計(jì)作為流量最常用的測(cè)量?jī)x器被越來(lái)越廣泛應(yīng)用。渦街流量計(jì)憑借自身特殊的測(cè)量原理,被廣泛應(yīng)用于化工、石化、化纖、食品行業(yè)及一般工業(yè)應(yīng)用。隨著渦街流量計(jì)在市場(chǎng)普遍應(yīng)用,一些使用問(wèn)題也隨之出現(xiàn),亟需探索解決。渦街流量計(jì)為例,著重探討它的選型,安裝以及使用方面的一些常見(jiàn)問(wèn)題,分析原因解決使用中的問(wèn)題。
一、渦街流量計(jì)簡(jiǎn)介
達(dá)芬奇(1452年-1519年)主要因畫家而聞名于世,但他的貢獻(xiàn)不僅僅在于藝術(shù),作為PO山谷水道的工程師,他研究了諸如橋柱和不同類型的漩渦等眾多障礙物周圍的流量,設(shè)法對(duì)水的習(xí)性進(jìn)行分析并對(duì)河流中的流量以及漩渦形成進(jìn)行了研究,在1513年他第一次記錄了漩渦的行為,同過(guò)記錄并分類描述了各種流體流態(tài),達(dá)芬奇發(fā)現(xiàn)了一種使用圖形來(lái)描述諸如湍流等復(fù)雜自然想象的,并為后代記錄了下來(lái)。
在1912年西奧多-馮-卡門成為了計(jì)算出渦街的第一人,為今天的渦街測(cè)量技術(shù)奠定了基礎(chǔ),在1970年,第一臺(tái)用于工業(yè)的渦街流量計(jì)上市,即測(cè)量傳感器,當(dāng)代渦街流量計(jì)是標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備,已廣泛用于測(cè)定液體,氣體和蒸汽的流量。
二、渦街流量計(jì)的基本測(cè)量原理
渦街流量計(jì)基于卡門渦街的測(cè)量原理,在管道中裝入一阻擋物,在其后產(chǎn)生卡門渦街,并對(duì)阻擋物兩側(cè)產(chǎn)生交變壓力,其頻率與介質(zhì)的流速成正比。通過(guò)檢測(cè)此頻率值,經(jīng)過(guò)電子轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換顯示并輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。渦街流量計(jì)是溫度、壓力、流量一體化設(shè)計(jì)提供在線溫壓補(bǔ)償。
三、渦街流量計(jì)的選型
為了確保正確測(cè)量,必須進(jìn)行計(jì)算選型。渦街流量計(jì)選型時(shí)需注意以下事項(xiàng):
1、渦街流量計(jì)選型時(shí)必須提供測(cè)量介質(zhì)的名稱、產(chǎn)品密度及粘度,工況溫度、工況壓力(注意區(qū)分是絕對(duì)壓力還是表壓)、最大流量、正常流量。
2、視介質(zhì)及要求的不同,還要提供最小流量、管線內(nèi)徑、流速限制條件、混合氣體的百分比、工況和標(biāo)況密度、希望的安裝方式及管道標(biāo)準(zhǔn)等。
3、一般測(cè)量高溫介質(zhì)或者架空管道等建議選用分體型儀表。
4、儀表口徑按用戶所提供的參數(shù)通過(guò)選型軟件進(jìn)行計(jì)算決定,建議儀表工作在最大流量的1/2—2/3處。
四、渦街流量計(jì)的安裝
儀表的安裝在使用中也是重要的環(huán)節(jié),只有科學(xué)合理的安裝,才能避免干擾,測(cè)量不穩(wěn)定等外來(lái)因素,使儀表使用安全可靠。
1、流向一致,水平管道渦街發(fā)生體垂直安裝,垂直管道要求底進(jìn)上出方向。
2、管道口徑要與儀表口徑一致,否則要進(jìn)行縮擴(kuò)徑處理。注意DIN(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn))和ANSI(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn))儀表內(nèi)徑與國(guó)標(biāo)G的不同。
3、確保流量計(jì)兩側(cè)的管道內(nèi)壁光滑,無(wú)堆焊。特別是法蘭焊接。
4、一定要先焊好法蘭后再安裝儀表,不能裝上儀表焊接。
5、良好的對(duì)中,墊片不能探入管道中。有必要拆下儀表觀察墊片痕跡。
6、儀表前后直管段長(zhǎng)度要求:進(jìn)口至少20D,出口至少10D,進(jìn)口有多個(gè)彎頭、閥門等時(shí)要求直管段更長(zhǎng)。
7、管道震動(dòng)要求:管道不能有強(qiáng)烈的震動(dòng),否則加支撐或采用軟管連接。
8、轉(zhuǎn)換器環(huán)境要求:普通型轉(zhuǎn)換器環(huán)境溫度在-20度—60度之間;EX型要求環(huán)境溫度在-20度—40度之間,測(cè)量高溫介質(zhì)請(qǐng)采用分體安裝形式。
9、轉(zhuǎn)換器密封要求:端蓋旋緊(注意定期加潤(rùn)滑劑),電纜接口注意密封,電纜入口處要設(shè)滴水點(diǎn)。
10、電纜要求:信號(hào)線要求用屏蔽電纜;分體式儀表傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的連線必須用廠家配的專用電纜,并注意按線號(hào)正確接線!
11、接地:信號(hào)線屏蔽接地24VDC電源負(fù)接地,分體型和夾持型要用線引出接地,注意回路中只能有一點(diǎn)接地。分體型,10m信號(hào)線屏蔽接地。
五、渦街流量計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題以及處理方法
渦街流量計(jì)是一種免維護(hù)儀表,可長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。實(shí)際應(yīng)用中問(wèn)題,多來(lái)于安裝不合理,信號(hào)干擾等,常見(jiàn)故障現(xiàn)象及處理如下:
(一)現(xiàn)象:管道中無(wú)流量時(shí),流量顯示不為0。
解決方法:
1、檢查接地是否良好。
2、檢查增益是否太高。
3、檢查管道震動(dòng)是否嚴(yán)重,必要時(shí)在流量計(jì)附近垂直于管道和旋渦發(fā)生體軸線方向支撐管道。
(二)現(xiàn)象:管道中有流量,但顯示為0。
解決方法:
1、首先確認(rèn)流量值是否在下限以下或靠近下限附近。
2、檢查流量傳感器/溫度傳感器/壓力傳感器連接是否良好。
3、將增益提高觀察。
4、觀察溫度、壓力是否顯示正常。按傳感器檢測(cè)方法檢測(cè)流量/溫度/壓力傳感器電路檢查。
(三)現(xiàn)象:流量顯示不穩(wěn)定。
解決方法:
1、首先確認(rèn)是否流量本身不穩(wěn)定,適當(dāng)調(diào)高時(shí)間常數(shù)。2、檢查流量是否在下限附近。3、檢查管道震動(dòng)是否嚴(yán)重,必要時(shí)加支撐。
(四)現(xiàn)象:電流輸出不正確。
解決方法:
1、首先確認(rèn)二次表量程與最大流量一致,判斷電流輸出是否正常也以此為準(zhǔn)。2、檢測(cè)電流輸出回路(進(jìn)入工程師菜單)。3、檢查電流回路負(fù)載電阻是否小于最大負(fù)載電阻值600歐姆。
(五)現(xiàn)象:流量顯示隨流量變化,但與實(shí)際流量不符。
解決方法:
1、檢查儀表機(jī)號(hào)和位號(hào)是否對(duì)應(yīng)正確,注意不同機(jī)號(hào)的儀表不能錯(cuò)裝。
2、檢查儀表常數(shù)儀表數(shù)值是否與銘牌一致。
3、在測(cè)量方式為質(zhì)量流量和標(biāo)準(zhǔn)體積流量時(shí),檢查介質(zhì)工況溫度和壓力是否與設(shè)計(jì)選型時(shí)相差太多,如果差別很大,須按實(shí)際的工況條件計(jì)算修改相應(yīng)的參數(shù)(工況密度、標(biāo)況密度、最大流量、最小流量等)。
4、檢查前后直管段是否滿足要求。
5、檢查儀表安裝是否對(duì)中。
6、檢查管道內(nèi)徑是否與儀表內(nèi)徑一致。
7、檢查密封墊片,不能探入管道內(nèi)。
8、檢查管道內(nèi)壁是否光滑。
9、檢查安裝角度和方向是否正確,介質(zhì)流向是否與箭頭一致。
10、檢查測(cè)量介質(zhì)是否有雙相流存在,如在濕蒸汽中加一個(gè)水分分離器去掉小水滴,在氣體中用一個(gè)合適的過(guò)濾器去掉固體顆粒等。
11、檢查流量是否在下限附近,流量低于下限不能準(zhǔn)確穩(wěn)定測(cè)量。
12、按照檢查傳感器,檢測(cè)電容和絕緣電阻值是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。
結(jié)語(yǔ):綜上所述,渦街流量計(jì)儀表技術(shù)的應(yīng)用,只要在合理計(jì)算選型,正確安裝條件,它一定能在生產(chǎn)中發(fā)揮其卓越的性能,隨著科技的發(fā)展,渦街流量計(jì)轉(zhuǎn)換器及傳感器工藝的不斷完善,渦街流量計(jì)將會(huì)更廣泛的應(yīng)用,推動(dòng)為我國(guó)工業(yè)化不斷發(fā)展前進(jìn)。
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