插入式渦街流量計(jì)比對(duì)方法探討引言

1、插入式渦街流量計(jì)比對(duì)方法探討引言插入式渦街流量計(jì)因其價(jià)格低、重量輕、壓損小、易于安裝與維修等特點(diǎn)，在大口徑 流量的測(cè)量中具有突出的優(yōu)勢(shì)，目前我公司的大口徑水流量的測(cè)量上普遍采用插入式 渦街流量計(jì)。隨著近年來公司各項(xiàng)節(jié)能降耗措施的實(shí)行，各使用單位對(duì)水量計(jì)量數(shù)據(jù) 的準(zhǔn)確性要求也越來越高，公司內(nèi)部關(guān)于大流量水量計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性一直存在較大 爭(zhēng)議，因此必須盡快找到一種簡(jiǎn)單有效的方法對(duì)插入式渦街流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)予以比 對(duì)，以正確評(píng)估儀表計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。1插入式渦街流量計(jì)簡(jiǎn)介插入式渦街流量計(jì)屬于點(diǎn)流速計(jì)型插入式流量計(jì)，它由測(cè)量頭、插入桿、插入結(jié)構(gòu)、 轉(zhuǎn)換器和儀表殼體（測(cè)量管道）組成。當(dāng)測(cè)量頭插于管道中某

2、一特定位置（一般為管道軸線上或管道平均流速處），測(cè)量出 介質(zhì)在該處局部流速，然后根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)流速分布及儀表與管道的幾何參數(shù)等推算 出管道內(nèi)的流量值。插入式渦街流量計(jì)的測(cè)量頭為脈沖一頻率型。其流量計(jì)算公式為：qv=f/K 式中：qv為體積流量，m3/s ； f為流量計(jì)的頻率，Hz ； K為流量計(jì)的儀表系數(shù)， 1/m3。2插入式渦街流量計(jì)的標(biāo)定點(diǎn)流速計(jì)型插入式流量計(jì)的標(biāo)定方法有兩種：流量計(jì)法和流速計(jì)法。流量計(jì)法是對(duì)整臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，其標(biāo)定設(shè)備和方法與滿管式流量計(jì)相同，但由于 點(diǎn)流速計(jì)型插入式流量計(jì)常用于大口徑流量的測(cè)量，因此其相應(yīng)的標(biāo)定設(shè)備和標(biāo)定費(fèi) 用昂貴，無法被普遍采用，只有在某些特定場(chǎng)合（

3、如技術(shù)監(jiān)督部門對(duì)流量計(jì)測(cè)量結(jié)果 的仲裁、流量計(jì)的定型試驗(yàn)等）使用。流速計(jì)法是把流量計(jì)的測(cè)量頭當(dāng)作是一臺(tái)流量計(jì)來標(biāo)定。首先測(cè)得測(cè)量頭的儀表系數(shù) K0，然后根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的流體及管道條件確定修正系數(shù)，再根據(jù)管道橫截面面積推算 出整臺(tái)流量計(jì)的儀表系數(shù)K。對(duì)于流速計(jì)法所用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定裝置，介質(zhì)為液體則采用 直線明槽，氣體采用低速風(fēng)洞。一般流量計(jì)生產(chǎn)廠家并不具備上述兩種標(biāo)準(zhǔn)裝置，實(shí)際較多采用變通方法即用圓管流 量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)測(cè)量頭進(jìn)行標(biāo)定以確定測(cè)量頭的儀表系數(shù)K0，但必須同時(shí)確定該裝置試 驗(yàn)階段的某些修正系數(shù)。點(diǎn)流速計(jì)型插入式流量計(jì)的儀表系數(shù)K通常是由標(biāo)定出的測(cè)量頭的儀表系數(shù)K0經(jīng)修正 計(jì)算得到。儀表系數(shù)K的

4、計(jì)算修正公式為：K = K0/(a8A) (2)式中：K0為測(cè)量頭的儀表系數(shù)，1/m3 ； a為速度分布系數(shù)；6為阻塞系數(shù)；A為測(cè)量 管道的橫截面面積，m2。3插入式渦街流量計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)的比對(duì)方法長(zhǎng)期以來，我公司使用的插入式渦街流量計(jì)自投用之時(shí)起，就一直使用儀表的出廠數(shù) 據(jù)，經(jīng)過儀表的幾個(gè)使用周期，由于工藝與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化、介質(zhì)對(duì)測(cè)量頭的腐蝕與 磨損、儀表電子轉(zhuǎn)換器性能劣化等原因都有可能影響儀表的測(cè)量精度。由于公司不具 備檢定插入式渦街流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置，在儀表測(cè)量數(shù)據(jù)誤差較大時(shí)，常使用如下一些 方法對(duì)測(cè)量進(jìn)行簡(jiǎn)單的比對(duì)。3.1用水泵流量比對(duì)以前，當(dāng)使用單位的操作人員對(duì)插入式渦街流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)

5、生懷疑時(shí)，往往以水 泵銘牌上規(guī)定性能點(diǎn)”的額定流量或以泵典型壓力-流量特性曲線對(duì)應(yīng)的流量讀數(shù) 來進(jìn)行比對(duì)，如果兩項(xiàng)流量值不一致則認(rèn)為儀表不準(zhǔn)確，立即通知儀表維護(hù)人員進(jìn)行 檢查，可是經(jīng)儀表維護(hù)人員檢查后又未發(fā)現(xiàn)儀表出現(xiàn)異常，因此雙方各持己見并產(chǎn)生 爭(zhēng)議。其實(shí)以水泵流量比對(duì)儀表流量值常會(huì)造成誤解，因?yàn)楸玫妮斔土髁渴怯杀玫奶匦郧€ 和管系負(fù)載特性曲線交匯點(diǎn)所確定的，它隨著運(yùn)行負(fù)載特性而變化，水泵銘牌上標(biāo)明 的額定流量是指在某一規(guī)定條件下的流量，而大部分情況下實(shí)際流量與額定流量，而 大部分情況下實(shí)際流量與額定流量是不會(huì)一致的。此外，水泵的額定流量也規(guī)定允許 有4%8%的容差，同一規(guī)格的各臺(tái)水泵的壓頭-

6、流量特性曲線與典型曲線也會(huì)有相 應(yīng)的差異，輸送流量也不盡相同，即使是水泵的實(shí)測(cè)壓頭-流量特性，流量值與真實(shí) 值之間也可能有2%3.5%的誤差，所以不能用水泵的流量值作為判別流量?jī)x表準(zhǔn)確 是否的依據(jù)。但是日常運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行互相參照，若出現(xiàn)差值有異常變化時(shí)，可作為 故障現(xiàn)象，以便進(jìn)一步檢查水泵、儀表與管系，確定故障原因。3.2用便攜式超聲流量計(jì)比對(duì)我公司近幾年來先后引進(jìn)了美國保麗聲POLYSONICS DCT7088型、日本富士 FUJI FLD/C型便攜式超聲流量計(jì)，用于評(píng)估管網(wǎng)的流動(dòng)狀況和能量/物料平衡，或用作核查 管道上已安裝的其他流量?jī)x表的運(yùn)行狀況。為了解決公司內(nèi)部大流量水量計(jì)量數(shù)據(jù)的 準(zhǔn)

7、確性的爭(zhēng)議，我們?cè)鴩L試用便攜式超聲流量計(jì)對(duì)水量核算，并進(jìn)一步用它來與插入 式渦街流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。然而用傳播時(shí)間法進(jìn)行測(cè)量的便攜式超聲計(jì)，要 通過定標(biāo)計(jì)算介入現(xiàn)場(chǎng)管道流通面積和傳播距離，其測(cè)量誤差不僅與夾裝位置、管道 的特性如管壁材料和厚度，銹蝕狀況、襯里材料和厚度以及聲耦合變化等因素有關(guān)， 還與安裝調(diào)試人員的技術(shù)水平有關(guān)，且使用較為復(fù)雜，一般人員不易掌握，在實(shí)際使 用時(shí)，儀表測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定，測(cè)量精度無法保證，很難提供有效的數(shù)據(jù)結(jié)果。因此目 前用便攜式超聲流量計(jì)與插入式渦街流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)的條件暫不成 熟，還需經(jīng)過進(jìn)一步的探索，以便積累經(jīng)驗(yàn)。3.3插入式渦街流量計(jì)的標(biāo)定修正

8、比對(duì)法雖然通過相應(yīng)的理論分析和檢修、調(diào)試等措施能夠改善插入式渦街流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)使用 情況，可是最終要解決對(duì)流量?jī)x表計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的爭(zhēng)議，最有說服力的還是有效數(shù) 據(jù)。我公司目前擁有一套靜態(tài)容積法水流量標(biāo)定裝置，其最大工作口徑為300mm。我們嘗 試把現(xiàn)場(chǎng)存在爭(zhēng)議較大的插入式渦街流量計(jì)拆下，安裝在標(biāo)定裝置300mm 口徑的管 線上，用流量計(jì)法對(duì)整臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，通過實(shí)流標(biāo)定得出數(shù)據(jù)，并全面分析該儀 表在這一口徑條件下的線性、重復(fù)性與精度，分析儀表的使用性能是否合格，并進(jìn)一 步作有關(guān)調(diào)試，使儀表達(dá)到最佳使用狀態(tài)。現(xiàn)在的問題是，在現(xiàn)場(chǎng)安裝管道的幾何參數(shù)與實(shí)驗(yàn)條件不同的情況下，如何確定儀表 在現(xiàn)場(chǎng)的使用

9、數(shù)據(jù)？由儀表系數(shù)K的計(jì)算修正公式（公式2）可知：對(duì)于同一臺(tái)插入 式渦街流量計(jì)，其K0值在相同時(shí)刻是唯一確定的，經(jīng)過在流量標(biāo)定裝置（300mm 口 徑管線）標(biāo)定并調(diào)試合格的儀表本身是沒有問題的，因安裝現(xiàn)場(chǎng)的管徑等條件不同而 使儀表的實(shí)際使用系數(shù)為K，,K，僅與a p A參數(shù)有關(guān)，因而我們可以通過計(jì)算確定，從 而完成比對(duì)。3.4插入式渦街流量計(jì)的標(biāo)定修正比對(duì)法速查法因?yàn)橥ㄟ^公式計(jì)算3，相當(dāng)繁瑣，不易被大家掌握,作者結(jié)合自己長(zhǎng)期積累的一些經(jīng)驗(yàn)與 體會(huì)，編制了速查比對(duì)表（注：本表編制以D=300mm的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)求比值，以便快 速換算），如表1、表2所列。采用流量計(jì)法把插入式渦街流量計(jì)在300mm管線標(biāo)

10、定并調(diào)試合格，確定D = 300mm 時(shí)儀表的標(biāo)定系數(shù)K，再通過查表1、表2 ,即可得出實(shí)際使用管徑條件下與在 300mm管徑條件下的a p A的比值，從而換算出儀表在實(shí)際使用口徑條件下的儀表系 數(shù)K，進(jìn)而完成插入式渦街流量計(jì)的標(biāo)定修正比對(duì)。3.5插入式渦街流量計(jì)標(biāo)定修正比對(duì)法的應(yīng)用實(shí)例我公司循環(huán)水廠中采用SX88 - 900L1B2型插入式渦街流量計(jì)（4 20mA模擬輸出 型）進(jìn)行水量計(jì)量，長(zhǎng)期來循環(huán)水廠對(duì)該表的測(cè)量數(shù)據(jù)有很大的爭(zhēng)議，若用水泵的流 量值作為基準(zhǔn)比對(duì)則儀表的測(cè)量誤差高達(dá)20%。雖然上文已說明不能用水泵的流量值 作為判別流量?jī)x表準(zhǔn)確與否的依據(jù)，但在日常運(yùn)行中又將它們相互參照使用。

11、經(jīng)技術(shù) 人員對(duì)水泵、儀表與關(guān)系的仔細(xì)檢查，確認(rèn)兩者明顯差值為是儀表系數(shù)造成的。拆下插入式渦街流量計(jì)，并按標(biāo)定修正比對(duì)法進(jìn)行一系列操作，同時(shí)對(duì)放大器進(jìn)行相 應(yīng)調(diào)試等，取得有效數(shù)據(jù)：儀表出廠時(shí)根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)工藝條件，廠房計(jì)算給出儀表最 大流量Qmax = 6000m3/h ,滿度頻率fmax = 41.2Hz ;安裝在300mm 口徑的管線上用 流量計(jì)法對(duì)整臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，通過實(shí)流標(biāo)定得出儀表系數(shù)K= 202.951,再通過查 表1、表2 ,得出實(shí)際使用管徑900mm條件下與在300mm管徑條件下的a (比儀表 常用流量計(jì)算)、6、A的比值分別為1.016 , 1.055 , 9.000，計(jì)算修正出儀表在 900mm 口徑條件下的儀表系數(shù)K = K/ ( 1.016x1.055x9.000 )= 21.038，再換算成滿 度頻率fmax=41.2Hz時(shí)的儀表實(shí)際最大流量Qmax=7050m3/h即完成插入式渦街流 量計(jì)的標(biāo)定修正比對(duì)。經(jīng)過進(jìn)一步估算，修正結(jié)果與傳統(tǒng)理論計(jì)算誤差約為0.5%左 右，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量需要。另外，儀表安裝道現(xiàn)場(chǎng)后，可根據(jù)實(shí)際情況儀表放大器的增益與靈敏度進(jìn)行適當(dāng)調(diào) 試，使儀表達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，