一涡街流量计工作原理

　　涡街流量传感器是国际上普遍采用的流量计量仪表，由于这种仪表具备一些其它的流量计无法比拟的优点，被广泛的应用于热电、石油、化工、冶金等工业部门，也被应用于市政工程和环保行业，实施对液体（如：水、油、石油、酒精等化工液体）、气体（如：空气、氧气、氮气、天然气、煤气等）和蒸汽（饱和蒸汽、过热蒸汽）的流量计量及检测和控制。涡街流量传感器与流量显示仪、压力变送器、温度变送器等配套合成为流量计。

　　二、涡街流量传感器工作原理

　　在流体中设置非流线型旋涡发声体（阻流体），则从旋涡发声体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图（一）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v ，旋涡发生体迎流面宽度为d ，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式：

　　f=S t V/d 公式（1）

　　f―发生体一侧产生的卡门旋涡频率

　　St―斯特罗哈尔数（无量纲数）

　　V―流体的平均流速

　　d―旋涡发生体的宽度

　　由此可见，通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中，斯特罗哈尔数（St）是无因次未知数，图（二）表示斯特罗哈尔数（St）与雷诺数（Re）的关系。

　　在曲线表示中St=0.17 的平直部分，漩涡的释放频率与流速成正比，即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速，由流速v求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比，称为仪表常数（K），见式（2）

　　K=N / Q(1/ m3)。

　　式中：K=仪表常数(1/ m3)

　　N=脉冲个数

　　Q=体积流量( m3)

　　三、技术特点

　　（1）结构简单、牢固、无传动件，寿命长。

　　（2）安装、维护简单，工作量小，费用低。

　　（3）量程比大（1:10~1:30），准确度高，重复性好，长期工作稳定性好。

　　（4）压力损失小，节能。

　　（5）输出频率信号不受流体温度、压力、黏度、密度等参数影响。

　　（6）大管径采用插入式涡街，价格低，重量轻，安装检修方便。

　　四、主要技术指标

　　（1）精度等级：1.0、1.5（插入式2.5级）

　　（2）公称压力：2.5Mpa（若>2.5 Mpa协议订货）

　　（3）被测介质温度:-40~150℃; -40~250℃; 0~300℃; -200~400℃

　　（4）压力损失：阻力系数Cd≤2.4

　　（5）供电电源：12—24VDC

　　（6）防护等级：IP65

　　（7）输出信号：方波：高电平≥6V，低电平＜1V；标准电流4~20mA

　　（8）环境条件：温度-40~55℃，相对湿度5%~90%，大气压力86~106kPa

　　（9）适用介质：气体，液体，蒸汽

　　五涡街流量计常见故障以及解决方法如下

　　涡街流量计常见故障及解决方法如下：

　　1.管道中有介质流动而无信号输出或瞬时流量无显示 首先检查电路接线及电源电压是否正确； 确认管道中确实有流量，且大于可测流量下限； 检查小流量切除值的设定是否过大；

　　如果电路接线及电源电压正确，将灵敏度电位器及放大倍数电位器顺时针调到底。如果流量仍无显示，累积量又无变化，说明电路板有问题，则需更换放大板；如果有信号输出，则应检查管道中介质流量是否超出涡街流量传感器的可测流量范围；如果介质流量在可测范围内，说明传感器的传感头灵敏度已偏低，需重新调整灵敏度；

　　检查传感器好坏。将传感头两引线从放大板上拆下，用万用表测量传感头两引线之间的阻值和传感头两引线分别对外壳的阻值，都应大于2MΩ，否则需更换传感头；

　　如果传感器没有问题，则检查压力变送器和铂热电阻是否损坏，如果都没有问题，则可判断智能流量积算仪损坏。

　　2.管道中没有介质流动而有信号输出或瞬时流量有显示

　　1.首先确认管道内确实没有介质流动或扰动，检查管道振动强度是否过大，若震动大请按照如下方法进行减震：在流量计下游2D处加装管道支撑点； 在满足直管要求的前提下，加装软管过度；

　　2.将灵敏度电位器逆时针调整直到没有信号输出或瞬时流量回零为止。在调整电位器时，应尽量缓慢一些，每调整5度角时，要停顿10秒钟以上，以便观察输出是否回零。

　　3、信号输出不规则、不稳定或瞬时流量不稳定

　　首先检查管道中介质流量是否超出传感器的可测流量范围；

　　如果介质流量在可测范围内，检查前后直管段是否符合要求，并且确认管道中介质是否处于稳定流动状态，管道内无两相流或脉动流现象；

　　检查管道振动强度是否过大，若过大请按故障2中的方法解决； 检查仪表周围是否有较强电干扰信号，若有加强屏蔽和接地；

　　检查传感器是否被玷污、受潮、受损、引线接触不良，若有请清洗或更换传感器，紧固引线；

　　检查传感器安装是否同心或密封垫是否凸入管内，若有安装情况，调整密封垫内径； 检查传感器灵敏度的高低，调整灵敏度； 检查工艺流程是否稳定，调整安装位置； 检查发生体上是否有缠绕物；

　　查看管道内是否存在气穴现象，若有降低流速，增加管内压力。

　　4、测量误差大

　　首先检查流量计供电电压是否过大；

　　检查仪表的模拟转换电路零飘或量程调整不对，若有请校正零点和量程刻度。 检查是否出现故障3中的1、2、5等问题； 查看仪表是否超过检定周期； 检查管道是否有泄露。

　　5、测量管泄露

　　检查管内压力是否过高；

　　检查公称压力选择是否正确，若不正确请选用高一档公称压力的传感器； 检查密封件是否损坏；

　　检查传感器是否被腐蚀，若有应采取防腐和保护措施。

　　6、传感器发生异常啸叫声

　　检查流速是否过高，引起强烈颤动，若是请调整流量或更换通经大的仪表； 检查是否发生气穴现象，若有请调整流量和增加液流压力； 检查发生体是否松动。

　　7、仪表显示温度错误

　　检查接线是否错误，是否断线；

　　测量其阻值大约为1080欧姆（在室温）； 根据所测内容咨询厂家。

　　8、仪表显示压力错误

　　检查接线是否错误，是否断线； 在室温下测量其阻值大约为5000欧姆； 根据所测内容咨询生产厂家。

　　六涡街流量计的安装

　　了解清楚仪表的结构、使用环境、安装要求等，严格按照安装手册的要求进行安装。在已投产的设备上安装时还应注意安全措施是否完备，特别是涉及高温、高压介质的。

　　1.1 安装前一般要求

　　1）尽可能装在振动和冲击小的场所，如测量到管路中有振动，则应采取加固管道等减振措施。2）若流量计受到生产设备的热辐射较强，则应采取隔热和通风措施。3）流量计安装地点周围应有充裕的空间，以便安装和维护。4）流量计可垂直、水平或倾斜安装。测量液体时，测量点必须充满液体，垂直安装时，液体流向必须自下而上。5）一般情况下，把流量计安装在阀门的下游。6）应保证流量计前后有足够长度的直管段。

　　图1 涡街流量计对上、下游直管段长度的要求

　　1.2 仪表安装中应注意的问题

　　1）仪表安装时一定要注意，不能搞错方向，要按照仪表随机资料的要求来确定安装方向。2）原则上仪表要竖直向上安装在水平管路上。如果确实因管路布置和安装空间的限制，不能竖直向上安装，则部分仪表也可水平安装。3）仪表的上游与下游要有足够长的直管段。一般地，仪表的上游与下游直管段长度要求如图1所示。如果不能满足要求，则可能使测量精度降低甚至仪表根本无法工作。4）某些情况下，需要对被测流体进行温度、压力补偿。5）对某些液体介质通过仪表时由于压力降低造成的汽化现象要予以充分的注意。6）传感器与管道的连接如图2所示。在与管道连接时要注意以下问题：a.上、下游配管内径D与传感器内径D'相同，其差异满足下述条件：0.95D≤D'≤1.1D。b.配管应与传感器同心，同轴度应小于0.05D'。c.为防止泄漏，安装仪表时要使用密封垫。d.管道安装法兰时的焊渣一定要清除干净，必须保证仪表两侧管道内部光洁流畅。e.如需断流检查与清洗传感器，应设置旁通管道如图3所示。7）减小振动对涡街流量计的影响。8）成套安装，包括前后直管段，流动调整器等是保证获得高精确度测量的一个措施。9）电气安装应注意传感器与转换器之间采用屏蔽电缆或低噪声电缆连接，其距离不应超过使用说明书的规定。