渦街流量計(jì)課件

渦街流量計(jì)2010-2-29一、流量測(cè)量1.1流量基本概念流量是流體在單位時(shí)間內(nèi)通過管道或設(shè)備某橫截面處的數(shù)量。質(zhì)量流量：是單位時(shí)間內(nèi)通過的流體質(zhì)量，用qm表示，單位為kg/s。重量流量：是單位時(shí)間內(nèi)通過的流體重量，用qG表示，單位為kgf/s。體積流量：是單位時(shí)間內(nèi)通過的流體體積，用qV表示，單位為m3/s瞬時(shí)流量:是指在單位時(shí)間內(nèi)流過管道或明渠某一截面的流體的量。累積流量:是指在某一時(shí)間間隔內(nèi)流體通過的總量。該總量可以用在該段時(shí)間間隔內(nèi)的瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分而得到，所以也叫積分流量。累積流量除以流體流過的時(shí)間間隔，即為平均流量。1.3流量計(jì)種類：（1）節(jié)流式流量計(jì)：孔板、文特里（2）容積式流量計(jì)：往復(fù)活塞、旋轉(zhuǎn)活塞、圓板、刮板、齒輪、薄膜（3）面積流量計(jì)：浮子（4）葉輪流量計(jì)：水表、渦輪（5）電磁流量計(jì)（6）超聲流量計(jì)（7）流體振動(dòng)流量計(jì)：渦街、渦流、射流（8）其他：熱線、皮托管、堰槽、LDV、標(biāo)記1.4差壓式流量計(jì)：主要利用管內(nèi)流體通過節(jié)流裝置時(shí)，其流量與節(jié)流裝置前后的壓差有一定的關(guān)系。屬于這類流量計(jì)的有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置等。差壓式流量計(jì)是由將被測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)的節(jié)流裝置、壓力信號(hào)傳輸管道和用來測(cè)量差壓的差壓計(jì)組成。差壓式流量計(jì)工作原理及流量基本公式1.5容積式流量計(jì)：主要利用流體連續(xù)通過一定容積之后進(jìn)行流量累積的原理。屬于這類流量計(jì)的有橢圓齒輪流量計(jì)和腰輪流量計(jì)。橢圓齒輪流量計(jì)1.6面積流量計(jì)：浮子金屬管浮子流量計(jì)玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.8電磁流量計(jì)1.9超聲流量計(jì)1.10靶式流量計(jì)1.12堰槽明渠流量計(jì)測(cè)量明渠液體流量2.1基本原理： 流體流經(jīng)阻擋體或者是特制的元件時(shí)，產(chǎn)生了流動(dòng)振蕩，通過測(cè)定其振蕩頻率來反映通過的流量。2.2特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無可動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)；準(zhǔn)確度高，線性范圍寬；量程范圍寬（100：1）；壓力損失?。徊皇躊、t、η、ρ等流體參數(shù)變化的影響；氣、液均可以使用，可用于大口徑管道的氣液測(cè)量。缺點(diǎn)：干擾引起的流量振蕩時(shí)影響較大。渦街流量計(jì)外形圖二、渦街流量計(jì)2.3渦街產(chǎn)生原理：當(dāng)流體流動(dòng)受到一個(gè)垂直于流動(dòng)方向的非流線形柱體的阻礙時(shí)，柱體的下游兩側(cè)會(huì)發(fā)生明顯的旋渦，成為卡門渦列，渦列的形成與流體雷諾數(shù)有關(guān)。附面層流動(dòng)穩(wěn)定附面層外流體流動(dòng)壓力增大，速度下降。從流速分布線上可以看出，越接近柱面，速度越低。產(chǎn)生倒流現(xiàn)象柱面v=0流體流經(jīng)柱體時(shí)，速度上升，壓力下降（節(jié)流），在圓柱體后速度下降，壓力上升。當(dāng)ReD>60時(shí)，附面層分離，產(chǎn)生旋向相反，且交替出現(xiàn)的旋渦。且當(dāng)渦街寬度h/相鄰旋渦間距l(xiāng)=0.2806時(shí)，渦街達(dá)到穩(wěn)定。數(shù)量關(guān)系：當(dāng)ReD=200~50000時(shí)：渦列頻率斯特羅哈數(shù)渦列發(fā)生體兩側(cè)流體的平均流速渦列發(fā)生體迎流面的最大寬度渦列發(fā)生體兩側(cè)的流通截面積

體積流量斯特羅哈數(shù)St主要與漩渦發(fā)生體的形狀和雷諾數(shù)有關(guān)，形狀確定后，在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)St為常數(shù)。2.4渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)

渦街流量計(jì)＝傳感器＋轉(zhuǎn)換器傳感器旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測(cè)元件、儀表表體；轉(zhuǎn)換器前置放大器、濾波整形電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩2.4旋渦發(fā)生體與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關(guān)，要求如下：①能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；②在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；③能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高；④形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、安裝和組合；⑤材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫變；⑥固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。旋渦發(fā)生體和檢測(cè)方式一覽表2.6頻率檢測(cè)方法主要方法：壓力脈動(dòng)測(cè)量法、流速脈動(dòng)測(cè)量法、頻率直接檢測(cè)法；熱電阻法（P脈動(dòng)）：

把圓柱做成空心，中間放入一個(gè)加熱的電阻絲，在隔板層開幾個(gè)導(dǎo)壓孔，當(dāng)一側(cè)產(chǎn)生渦列時(shí)，P變化（脈動(dòng)），另一側(cè)未變，所以流體經(jīng)過導(dǎo)壓孔突然流過電阻絲，使之冷卻，溫度降低，電阻減小，另一側(cè)再產(chǎn)生渦列時(shí)，流體反而再次冷卻，電阻減小，測(cè)出電阻下降的次數(shù)就可以推出f。熱敏電阻法（靈敏度高）： 在三角柱體的迎流面上對(duì)稱的嵌入兩個(gè)熱敏電阻，熱敏電阻中通入恒定的電流，使之溫度在流體靜止的情況下比流體高出10℃左右。未起漩時(shí)，流體的溫度相同，交替旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生漩渦的一側(cè)，能量損失，因此流速降低，此側(cè)對(duì)電阻的冷卻作用下降，可以產(chǎn)生一個(gè)脈沖。電磁檢測(cè)法： 旋渦發(fā)生體后設(shè)置一個(gè)信號(hào)電極，并使電極處于一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的永久磁場(chǎng)中，流體旋渦的振動(dòng)使電極同頻率振動(dòng)，切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。特點(diǎn)：不怕管道振動(dòng)，剛剛興起的渦街頻率檢測(cè)方法。2.7安裝使用注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)對(duì)管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動(dòng)脈動(dòng)等敏感，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道安裝條件應(yīng)充分重視，遵照生產(chǎn)廠使用說明書的要求執(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，有水淹的可能，要選用涎水型傳感器。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，安裝位置要注意

混相流體的安裝渦街流量計(jì)對(duì)上、下游直管段長(zhǎng)度的要求2.8使用注意事項(xiàng)（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢通電和通流前的檢查①主管和旁通管上各法蘭、閥門、測(cè)壓、測(cè)溫孔及接頭應(yīng)無滲漏現(xiàn)象；②管道振動(dòng)情況是否符合說明書規(guī)定；③傳感器安裝是否正確，各部分電氣連接是否良好。（2）接通電源靜態(tài)調(diào)試

在通電不通流時(shí)轉(zhuǎn)換器應(yīng)無輸出，瞬時(shí)流量指示為零，累積流量無變化，否則首先檢查是否因信號(hào)線屏蔽或接地不良，或管道震動(dòng)強(qiáng)烈而引入干擾信號(hào)。如確認(rèn)不是上述原因時(shí)，可調(diào)整轉(zhuǎn)換器內(nèi)電位器，降低放大器增益或提高整形電路觸發(fā)電平，直至輸出為零。（3）通流動(dòng)態(tài)調(diào)試關(guān)旁通閥，打開上下游閥門，流動(dòng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)換器輸出連續(xù)的脈寬均勻的脈沖，流量指示穩(wěn)定無跳變，調(diào)閥門開度，輸出隨之改變。否則應(yīng)細(xì)致檢查并調(diào)整電位器直至儀表輸出既無誤觸發(fā)又無漏脈沖為止。2.9渦街流量計(jì)的常見故障處理(1)新安裝或新檢修好的渦街流量計(jì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)管道上后，在開表過程中有時(shí)顯示儀表無指示。這往往是管道內(nèi)無流量或流量很小，致使速度V=0或很小，在傳感器內(nèi)無旋渦產(chǎn)生。也可能是由于傳感器內(nèi)的檢測(cè)放大器靈敏度調(diào)得太低。如果管道內(nèi)未吹凈的焊渣、鐵屑等雜物卡在探頭與內(nèi)壁之間，使探頭不振動(dòng)，也會(huì)引起一次表無指示。(2)管道內(nèi)無流體流動(dòng)，但顯示儀表有流量顯示。這是由于儀表接地不良，引入了外部干擾引起的;也可能是由于靈敏度調(diào)得太高所致。實(shí)踐證明，靈敏度不能調(diào)得太高，否則會(huì)引起流量偏高或指示波動(dòng);調(diào)得太低，顯示儀表又無指示。一般應(yīng)在無流量和無外界干擾時(shí)，使顯示儀表指零即可。(3)管道內(nèi)有強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)，也會(huì)使顯示儀表有指示，而工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)管道常常受動(dòng)力設(shè)備的影響而發(fā)生振動(dòng)，這種振動(dòng)所形成的噪聲干擾，對(duì)渦街流量計(jì)儀表的準(zhǔn)確檢測(cè)是非常有害的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致儀表無法正常工作。如泵可以引起流體的壓力脈動(dòng)(靜壓脈動(dòng))，而間隙性大幅度的開閉閥門，或負(fù)荷的突變，則可引起流體對(duì)儀表的大沖擊。渦街流量計(jì)最怕大范圍的波動(dòng)沖擊，更怕介質(zhì)中夾雜的焊渣、石塊等硬物的沖擊，這些都會(huì)使噪聲信號(hào)增大，以致影響測(cè)量精度。(5)渦街傳感器的探頭與內(nèi)壁只有很小的距離，極易被沙粒、污物堵住，使振動(dòng)源不能振動(dòng)，儀表指零。此時(shí)如用外力敲擊幾下一次表的殼體，