涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计 。综合吸收发达国家技术和总结多年研究生产经验的基础上进行精心设计的产品,实现了产品智能化、标准化、系列化、通用化、生产模具化、确保产品质量的美观性。该产品具有电路新、功耗微低、量程比宽、结构简单、阻力损失小、坚固耐用、用途广、使用寿命长、工作稳定、便于安装调试等特点。
在流体中设置旋涡发生体(阻流体),从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街,如图1所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为U,旋涡发生体迎面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式
f=SrU1/d=SrU/md (1)
式中U1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s;
Sr--斯特劳哈尔数;
m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比
图1 卡曼涡街
管道内体积流量qv为
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。
K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2&TImes;104~7&TImes;106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为
图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h;
Pn,P--分别为标准状态下和工况下的压力,Pa;
Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;
Zn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
1、选型方面的问题。有些涡街传感器在口径选型上或者在设计选型之后由于工艺条件变动,使得选择大了―个规格,实际选型应选择尽可能小的口径,以提高测量精度,这方面的原因主要同问题①、③、⑥有关。比如,一条涡街管线设计上供几个设备使用,由于工艺部分设备有时候不使用,造成目前实际使用流量减小,实际使用造成原设计选型口径过大,相当于提高了可测的流量下限,工艺管道小流量时指示无法保证,流量大时还可以使用,因为如果要重新改造有时候难度太大。工艺条件的变动只是临时的。可结合参数的重新整定以提高指示准确度。
2、安装方面的问题。主要是涡街流量计传感器上游或者下游直管段长度不够(具体要求见下图),影响测量精度,这方面的原因主要会导致故障a
3、参数整定方向的原因。由于参数错误,导致 仪表 指示有误。参数错误使得二次仪表满度频率计算错误,这方面的原因主要同问题①、③有关。满度频率相差不多的使得指示长期不准,实际满度频率大干计算的满度频率的使得指示大范围波动,无法读数,而资料上参数的不一致性又影响了参数的终确定,终通过重新标定结合相互比较确定了参数,解决了这一问题。
4、二次仪表故障。这部分故障较多,包括:一次仪表电路板有断线之处,量程设定有个别位显示坏,K系数设定有个别位显示坏,使得无法确定量程设定以及K系数设定,这部分原因主要向问题①、②有关。通过修复相应的故障,问题得以解决。
5、四路线路连接问题。部分回路表面上看线路连接很好,仔细检查,有的接头实际已松动造成回路中断,有的接头虽连接很紧但由于副线问题紧固螺钉却紧固在了线皮上,也使得回路中断,这部分原因主要同问题②有关。
6、二次仪表与后续仪表的连接问题。由于后续仪表的问题或者由于后续仪表的检修,使得二次仪表的mA输出回路中断,对于这类型的二次仪表来说,这部分原因主要同问题②有关。尤其是对于后续的记录仪,在记录仪长期损坏无法修复的情况下,一定要注意短接二次仪表的输出。
7、由于二次仪表平轴电缆故障造成回路始终无指示。由于长期运行,再加上受到灰尘的影响,造成平轴电缆故障,通过清洗或者更换平轴电线,问题得以解决。
8、对于问题⑦主要是由于二次仪表显示表头线圈固定螺丝松,造成表头下沉,指针与表壳摩擦大,动作不灵,通过调整表头并重新固定,问题相应解决。
9、使用环境问题。尤其是安装在地井中的传感器部分,由于环境湿度大,造成线路板受潮,这部分原因主要同问题②、②有关。通过相应的技改措施,对部分环境湿度大的传感器重新作了把探头部分与转换部分分离处理,改用了分离型传感器,故善了工作环境,日前这部分仪表运行良好。
10、由于现场调校不好,或者由于调校之后的实际情况的再变动。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整不好。或者由于调整之后运行一段时间之后现场情况的再变动,造成指示问题、这部分原因主要同问题④、⑤有关。使用示波器,加上结合工艺运行情况,重新调整。
玻璃转子流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和在内可上下移动的浮子。当流体自下而上经锥形玻璃管时,在浮子上下之间产生压差,浮子在此差压作用下上升。当此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力与浮子的重力相等时,浮子处于平衡位置。因此,流经玻璃转子流量计的流体流量与浮子上升高度,即与玻璃转子流量计的流通面积之间存在着一定的比例关系,浮子的位置高度可作为流量量度。还有很重要的一点是玻璃转子流量计在流量仪表中来说,价格是相对便宜的。
金属管转子流量计,听名字来说,这也是转子流量计,金属管转子流量计适用于DN200以内小口径和低流速介质流量测量;工作可靠,维护量小,寿命长;对于直管段要求不高;较宽的流量比10:1;双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光单轴灵敏指示;非接触磁耦合传动;全金属结构。
那么他们的区别在哪里呢?
1、耐压
玻璃管转子流量计毕竟是玻璃刻度管,发货途中易碎,使用过程中工作压力不能太高,玻璃转子流量计根据不同口径有不同耐压,根据不同玻转耐压在0.2Mpa到1.0Mpa之间。
2、刻度显示方面:
玻璃管转子流量计,玻璃管是透明的,所以都在玻璃管上直接标定了刻度线,浮子所在位置就是当然的流量大小。金属管转子流量计因为测量管是用不锈钢制造。
3、应用场合:
玻璃转子流量计主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、染料、环保及科学研究等各个部门中,用来测量单相非脉动(液体或气体)流体的流量。防腐蚀型玻璃转子流量计主要用于有腐蚀性液体、气体介质流量的检测,例如强酸、强碱、氧化剂、强氧化性suan、有机溶剂和其它具有腐蚀性气体或液体介质的流量检测。
金属管转子流量计适于高温、高压和强腐蚀性介质;可用于易燃、易爆危险场合;可选二线制、电池、交流供电方式;多参数标定功能;带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能。
4、玻璃转子流量计是不带信号输出的,而金属管转子流量计则不同,可以带远传信号输出,4-20mA,可以接入到PCL系统设置报警功能。
随着流量计在各个领域中的普及应用,人们对流量计使用精度要求越来越高,这是保证后续操作的基本条件。因此,操作人员必须保障流量计使用精度系数,才能更好地调配区域资源流动走向。 影响流量计使用精度的相关因素: 当下,无论是工业或农业用水调度,都要借助流量计测量所得数据为参考,进一步编制可行的水规划利用机制。流量仪表是现代工业测量常用的工具,安排专业人员按照标准执行操作便可获得准确的数据。但是,流量计在使用阶段也面临着不同的稳定,精度系数指标偏低是比较普遍的现象,这一问题会影响到最终的水分配效率。根据笔者工作经验,影响流量计使用精度因素包括:人员因素、仪表因素、数据因素等。 1、仪表因素。随着工业科技研究成果深化发展,流量计仪表产品类型更加多样式,仅从流量仪表划分来看,流量计可分为转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。若按介质分,主要有液体流量计、气体流量计。每一种流量计使用范围各不相同,若选择仪表产品不符合实际应用要求,整体测量之后必然会降低所得数据的标准系数,流量计精度标准的不确定性,大大影响了仪表操作使用的精准性。 2、人员因素。作为工业生产、环境保护、能源计量等操作中的专业仪表,流量计使用对操作流程具有专业化标准,而测量人员操作流程不规范、不专业、不统一,则是降低流量计算数据精度的主观因素。以水利测量为例,勘测人员设定仪表位置、测量范围等操作失误,误导了计量仪表的测控流程,最终所得数据与实际测量指标存在很大的差异性。此外,人员对仪表熟悉而盲目地操控,也降低了仪表精度。