渦街(jie)流量計應(ying)用常見問(wen)題及分析(xi)
1.1現象一：示(shi)值穩定，趨(qu)勢清晰，但(dan)誤差明顯(xian)
分析：DCS中設(she)置、組态錯(cuo)誤。
開方運(yun)算爲最常(chang)見錯誤，也(ye)常見溫壓(ya)換算公式(shi)、密度查詢(xun)公式錯誤(wu)，修正錯誤(wu)即可。

1.2現象(xiang)二：開車時(shi)，示值爲零(ling)，工藝正常(chang)時，測量正(zheng)常；但在正(zheng)常生✂️産中(zhong)，流量稍小(xiao)就回零，流(liu)量大時，測(ce)量正常
分(fen)析：流量計(ji)測量下限(xian)高于開車(che)時的小流(liu)量，問題在(zai)于：流量✌️計(ji)口徑規格(ge)偏大，或流(liu)量計自身(shen)下限偏🔅高(gao)。
調高靈敏(min)度可降低(di)下限，但很(hen)可能發生(sheng)無流量、有(you)示值的情(qing)況❓發生，原(yuan)因在于：高(gao)靈敏度下(xia)，幹擾被誤(wu)🌈識爲渦街(jie)信号，應換(huan)裝更♊小口(kou)徑規格産(chan)品，以增強(qiang)流量信号(hao)，但可能引(yin)發現象三(san)問題。因此(ci)更換具有(you)更低測量(liang)下限的産(chan)品是更好(hao)的辦法。

注(zhu)釋：
第二種(zhong)現象，是選(xuan)了最好的(de)渦街，像熟(shu)知的愛默(mo)生和橫河(he)㊙️的🙇‍♀️渦街，一(yi)般就是開(kai)車的時候(hou)沒流量，等(deng)開車成功(gong)正常生産(chan)了流量計(ji)就好好的(de)了。
　　想要解(jie)決這個問(wen)題，隻有辦(ban)法，那自由(you)提升靈敏(min)度🥰，那提高(gao)了靈敏度(du)以後，渦街(jie)的下限就(jiu)下去了，但(dan)這麽搞就(jiu)會發生渦(wo)街🌂歸不0，沒(mei)有流量也(ye)有指示，這(zhe)個惹的麻(ma)☎️煩就會更(geng)大。
　　還有一(yi)種解決方(fang)案就是換(huan)小口徑的(de)表，那也是(shi)相當麻煩(fan)，得重新買(mai)重新配管(guan)重新安裝(zhuang)。口徑變小(xiao)，測量下限(xian)也變低了(le)，流量可以(yi)測到了，但(dan)是你這麽(me)做了以後(hou)，往往會🚶‍♀️發(fa)生這個問(wen)題。
1.3現象三(san)：流量大時(shi)，誤差嚴重(zhong)，甚至發生(sheng)體/傳感器(qi)斷裂📱
分析(xi)：渦街的穩(wen)定性随流(liu)速升高呈(cheng)現穩定性(xing)變差💃🏻的✌️趨(qu)勢，如不能(neng)有效抑制(zhi)，将産生漏(lou)計漩渦個(ge)數的情形(xing)，即“漏波”現(xian)象，常見流(liu)量超上限(xian)後，流量越(yue)大、示值越(yue)小的“倒走(zou)”現象，呈現(xian)超常誤差(cha)，更大的風(feng)險在于傳(chuan)感器/渦街(jie)發生體斷(duan)裂。
在此，首(shou)先必須解(jie)除渦街發(fa)生體及渦(wo)街傳感器(qi)的斷裂風(feng)險，必須更(geng)換更大口(kou)徑規格，但(dan)易引發現(xian)象二。
因此(ci)，更換具有(you)更高測量(liang)上限的産(chan)品是更好(hao)的解決方(fang)法♋。

注釋：
　　流(liu)量小的時(shi)候蠻好的(de)，流量大的(de)時候誤差(cha)非常大，大(da)到💘負百分(fen)之幾十。因(yin)爲渦街他(ta)有個特有(you)度現象，當(dang)流量大于(yu)它的測量(liang)範♻️圍的時(shi)候，真正的(de)測量能力(li)，渦街會出(chu)現倒走現(xian)象，就是流(liu)量越大指(zhi)示越小，這(zhe)也是渦街(jie)特有的漏(lou)波現象。還(hai)有更嚴重(zhong)的情況，就(jiu)是發生體(ti)或者傳感(gan)器斷裂，高(gao)速砸向下(xia)遊。如果🏃‍♂️下(xia)遊是非常(chang)昂貴的設(she)備，那這個(ge)禍就惹的(de)大了，這種(zhong)現象的後(hou)果非常嚴(yan)重🤩，得想盡(jin)辦💔法去避(bi)免這種✌️現(xian)象的發生(sheng)。
　　下面這兩(liang)張圖就是(shi)渦街漏波(bo)的原因，因(yin)爲渦街越(yue)強的😍時🏃🏻‍♂️候(hou)越不穩定(ding)，不穩定就(jiu)是信号幅(fu)度大大小(xiao)小，小到有(you)些信🚩号無(wu)法被觸發(fa)器識别。通(tong)過把頻率(lü)信号變成(cheng)方波以後(hou)，可以數出(chu)漩渦個數(shu)，然而跟真(zhen)❓正的渦街(jie)個數相比(bi)，少了44.3%。
1.4現象(xiang)四：無流量(liang)，有示值；調(diao)整後，零點(dian)穩定，但有(you)流量，也無(wu)示值
分析(xi)：無流量時(shi)，渦街流量(liang)計輸出的(de)是幹擾信(xin)号，通💃🏻過🈚降(jiang)低靈敏度(du)舍棄幹擾(rao)，可使流量(liang)計歸零，但(dan)如幹擾信(xin)号的強度(du)高于最大(da)🏃流量的渦(wo)街信号，意(yi)味着：舍棄(qi)幹㊙️擾的同(tong)時，流量信(xin)号也完全(quan)被舍棄，流(liu)量計不可(ke)用。
振動幹(gan)擾下，半水(shui)煤氣總管(guan)渦街信号(hao)（管徑2200mm）


高分(fen)辨率幹擾(rao)信号頻譜(pu)識别及抑(yi)制系統提(ti)取的渦街(jie)信号，流速(su)0.25至1m/s
注釋：
第(di)四種現象(xiang)，非常嚴重(zhong)，會讓用戶(hu)覺得自己(ji)是上當受(shou)騙了。沒有(you)流量的，卻(que)有指示，通(tong)過調整靈(ling)敏度以後(hou)，零點穩定(ding)了，但有流(liu)量的時候(hou)流量計也(ye)沒有指示(shi)了，這個是(shi)最頭疼的(de)事了。
1.5現象(xiang)五：示值波(bo)動異常，誤(wu)差大
分析(xi)：直管段不(bu)足、安裝偏(pian)心過大、大(da)尺寸異物(wu)挂/附、氣液(ye)共存等💜破(po)壞卡門渦(wo)街的産生(sheng)條件，流量(liang)計将亂流(liu)、雜亂漩渦(wo)誤識爲渦(wo)街信号

高(gao)爐煤氣，管(guan)徑600mm，運行6個(ge)月後，不能(neng)産生卡門(men)渦街

清理(li)探頭後，測(ce)量準确
注(zhu)釋：
第五種(zhong)現象，示值(zhi)波動很大(da)，誤差也很(hen)大。比方說(shuo)閥門✨、壓縮(suo)機、泵、任何(he)東西都沒(mei)動過，流量(liang)不應該出(chu)現大的波(bo)動，但是流(liu)量指示就(jiu)是不對，這(zhe)個時候往(wang)往🌂就是因(yin)爲上面說(shuo)列舉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的幾(ji)個⭐原因。
下(xia)面的圖片(pian)是一個典(dian)型的髒污(wu)影響測量(liang)的問題，這(zhe)個高爐煤(mei)氣，用了一(yi)段時間以(yi)後，突然指(zhi)示不對了(le)，完全找不(bu)到渦街信(xin)号，通過在(zai)線檢測手(shou)段，判斷出(chu)探頭堵了(le)，拆下後，手(shou)☁️指摳幹淨(jing)裝上，渦街(jie)立馬出來(lai)了，很穩定(ding)。
1.6現象六：流(liu)量變化，而(er)示值基本(ben)不變，或變(bian)化混亂，已(yi)不🌏能🏃‍♀️反應(ying)流量變化(hua)趨勢
分析(xi)：振動幹擾(rao)、電磁幹擾(rao)信号強度(du)超越最大(da)流量下的(de)渦街信号(hao)強度，流量(liang)計輸出的(de)是幹擾信(xin)号頻率，與(yu)渦街🥰頻率(lü)無關，因而(er)與流量無(wu)關、包絡線(xian)含流👅量信(xin)息，其他爲(wei)幹擾

注釋(shi)：
第六種現(xian)象，流量在(zai)變，但示值(zhi)始終都沒(mei)有變化，遇(yu)到這個問(wen)題，毫無疑(yi)問隻能退(tui)貨處理。
　　這(zhe)個隻有兩(liang)種原因，一(yi)種是振動(dong)幹擾，另一(yi)種是電✉️磁(ci)幹擾。簡單(dan)的就是幹(gan)擾信号，把(ba)渦街信号(hao)給壓制掉(diao)了，所以流(liu)量在怎麽(me)變，流量計(ji)示值都隻(zhi)是顯示的(de)幹擾信号(hao)。
問題的彙(hui)總分析
問(wen)題的嚴重(zhong)程度
現象(xiang)一 ~ 現象六(liu)，依次遞增(zeng)
問題的總(zong)結分析
非(fei)渦街流量(liang)計問題?現(xian)象一
測量(liang)上限不足(zu)帶來的問(wen)題?現象三(san)
測量下限(xian)過高帶來(lai)的問題?現(xian)象二、現象(xiang)四、現象六(liu)⭐
安裝及流(liu)體條件帶(dai)來的問題(ti)?現象五
根(gen)據經驗，8成(cheng)以上的運(yun)行不良，源(yuan)于渦街流(liu)量計的👈測(ce)量📱下☎️限高(gao)🏃于欲測流(liu)量
現象二(er)：渦街流量(liang)計測量下(xia)限高于開(kai)車時的小(xiao)流量，低于(yu)常用流量(liang)。
現象四：渦(wo)街流量計(ji)測量下限(xian)高于常用(yong)流量。
現象(xiang)六：渦街流(liu)量計測量(liang)下限遠高(gao)于欲測流(liu)量範圍。
渦(wo)街流量計(ji)的測量下(xia)限并非固(gu)定值，與流(liu)體工況密(mi)👉度及現💋場(chang)👉振動幹擾(rao)/電磁幹擾(rao)強度密切(qie)相關。
密度(du)下降n倍，下(xia)限升高?n倍(bei)。
幹抗升高(gao)n倍，下限升(sheng)高?n倍。
　　根據(ju)的工程經(jing)驗，對于工(gong)藝專業給(gei)出的最小(xiao)流量📞、最大(da)流量⁉️(或量(liang)程)要求，應(ying)根據情況(kuang)，在渦街流(liu)量計的口(kou)徑選擇時(shi)，留出“容錯(cuo)🌈”餘量。
渦街(jie)流量計的(de)測量下限(xian)，應爲工藝(yi)提出的最(zui)小流量的(de)🌈1/3-1/10，依據工🏃🏻‍♂️藝(yi)數據的可(ke)信度。
常見(jian)現場道振(zhen)動幹撫，可(ke)按照0.2-0.5g估算(suan)，常取決于(yu)動設👌備的(de)性能及安(an)裝水平，風(feng)管按動強(qiang)度可高達(da)2g-5g。
渦街流量(liang)計的測量(liang)上限，應爲(wei)工藝提出(chu)的最大流(liu)量3倍以上(shang)。
容錯餘量(liang)直接受限(xian)于渦街流(liu)量計的量(liang)程比性能(neng)指标。
問題(ti)的解答
　　首(shou)要的事項(xiang)，是根據工(gong)藝要求選(xuan)擇正确的(de)口徑規格(ge)，以得到滿(man)👣足工藝要(yao)求的測量(liang)範圍，即足(zu)夠的測量(liang)限。
　　渦街流(liu)量計爲速(su)度式流量(liang)計，應采用(yong)工況流速(su)進行測🈲量(liang)範圍的性(xing)能核算及(ji)審查。
關于(yu)測量下限(xian)的核算
　　流(liu)量低于下(xia)限，最好的(de)結果是示(shi)值爲零，與(yu)其他模拟(ni)🙇🏻式流🏃‍♂️量🚩計(ji)不同，已不(bu)能反應流(liu)量趨勢，而(er)非精度下(xia)降！因此✨必(bi)須留出足(zu)夠的下限(xian)餘量。
　　代表(biao)小流量的(de)是低頻信(xin)号，而非微(wei)弱信号，因(yin)此，常用💰的(de)“小信号🎯截(jie)除”穩定零(ling)點的措施(shi)對渦街基(ji)本無效。
　　渦(wo)街的測量(liang)下限通常(chang)由下列四(si)個因素共(gong)同制約，實(shi)際🌐下限必(bi)須取四個(ge)因素決定(ding)的最差值(zhi)，最差值通(tong)常源于⭕抗(kang)振性能👅的(de)限制，因此(ci)表現出“渦(wo)街最怕振(zhen)動”的共識(shi)
雷諾數下(xia)限的限制(zhi)：
信号處理(li)系統的低(di)端頻響限(xian)制：，直接查(cha)詢
信号處(chu)理系統的(de)增益及抗(kang)幹擾能力(li)的限制
基(ji)于抗振性(xing)能認證指(zhi)标及現場(chang)振動強度(du)的流速測(ce)🈲量下限的(de)核算：
Vmin_1 →基于(yu)雷諾限制(zhi)的工況流(liu)速下限（m/s）
Rd_min→爲(wei)保證标稱(cheng)精度，所需(xu)的最小雷(lei)諾數
μ →流體(ti)在工況下(xia)的動力粘(zhan)度（cp或mpa.s）
ρ →流體(ti)工況密度(du)（kg/m3）
D→管道内徑(jing)（mm）
Vmin_4→ 基于抗振(zhen)性能認證(zheng)指标及現(xian)場管道振(zhen)動強度的(de)流❗速下限(xian)（m/s）
V0→認證時的(de)時速下限(xian)（m/s）
VIf→預計的現(xian)場管道振(zhen)動幹擾強(qiang)度（g）
ρ0→認證時(shi)的流體工(gong)況密度（kg/m3）
VIo→認(ren)證的抗振(zhen)動幹擾強(qiang)度性能（g）
ρ→現(xian)場流體工(gong)況密度（kg/m3）
Vmin_3→ 基(ji)于信号處(chu)理系統抗(kang)幹擾能力(li)的流速下(xia)限（m/s）
C→常數，由(you)信号處理(li)系統的增(zeng)益及抗幹(gan)擾能力共(gong)同決定，各(ge)産品🧡存在(zai)明顯差異(yi)
ρ→流體工況(kuang)密度（kg/m3）
關于(yu)測量上限(xian)的核算關(guan)于測量上(shang)限的核算(suan)
　　流量高于(yu)上限，最好(hao)的結果是(shi)因“漏波”“倒(dao)走”産生的(de)超💋常誤差(cha)，更有可能(neng)緻使傳感(gan)器壽命縮(suo)短，甚至發(fa)🔞生體或傳(chuan)感器斷裂(lie)的現✉️象，威(wei)脅下遊設(she)備的安全(quan)，因此必須(xu)留出足夠(gou)的上限餘(yu)量。
渦街的(de)測量上限(xian)通常由下(xia)列兩個因(yin)素共同制(zhi)約😄：
1.信号處(chu)理系統高(gao)端頻響、渦(wo)街發生體(ti)及傳感器(qi)的結構承(cheng)受能😘力的(de)限制，通常(chang)可直接采(cai)用制造商(shang)提供的上(shang)限值
2.工藝(yi)要求的壓(ya)力損失極(ji)限限制：

?P流(liu)量計産生(sheng)的永久壓(ya)力損失（kPa）
Cd 渦(wo)街流量計(ji)阻力系數(shu)，由其結構(gou)決定
V流體(ti)工況流速(su)，通常取最(zui)高流速（m/s）
ρ流(liu)體工況密(mi)度（kg/m3）
　　渦街對(dui)于易氣化(hua)的液态流(liu)體，如液氨(an)、LNG、乙醇等，應(ying)确保足夠(gou)高的♍上遊(you)壓力或足(zu)夠低的溫(wen)度，以避免(mian)氣腐蝕現(xian)象的發生(sheng)。公認的💋下(xia)遊最低壓(ya)力Pdmin可采用(yong)下式計算(suan)：

Pd min_  →下遊最低(di)壓力限（kPa_a）-絕(jue)對壓力

P vap → 流(liu)體在工況(kuang)溫度下的(de)飽和蒸汽(qi)壓（kPa_a）-絕對壓(ya)力
?P  →總壓降(jiang)（kPa）
Cd →渦街流量(liang)計阻力系(xi)數，由其結(jie)構決定
V →流(liu)體工況流(liu)速，通常取(qu)最高流速(su)（m/s）
ρ →流體工況(kuang)密度（kg/m3）
C1 →制造(zao)商提供的(de)常數，取決(jue)于儀表結(jie)構（無量綱(gang)）
C2 →制造商提(ti)供的常數(shu)，取決于儀(yi)表結構（無(wu)量綱）
安裝(zhuang)條件的審(shen)核
謹慎審(shen)核制造商(shang)要求的直(zhi)管段需求(qiu)
　　由于缺乏(fa)試驗數據(ju)及各産品(pin)結構差異(yi)，許多制造(zao)🔴商照搬GB/T 2624.2-2006之(zhi)⭕前的孔闆(pan)直管段需(xu)求，制造商(shang)制造商提(ti)💁出的👉直管(guan)段需求或(huo)許已經過(guo)低。
　　不足的(de)直管段，輕(qing)則導緻漩(xuan)渦強度不(bu)穩定，産生(sheng)難🍉以接受(shou)的誤🌈差；重(zhong)則不能産(chan)生卡門渦(wo)街，連流量(liang)趨勢也不(bu)能📞反映。避(bi)免不滿管(guan)的安裝位(wei)置液體不(bu)滿管，可能(neng)導緻傳感(gan)器不能拾(shi)取⭕渦街信(xin)号，産生難(nan)以接受的(de)誤差，甚至(zhi)連流量趨(qu)勢也不能(neng)反映。
　　氣體(ti)管線下部(bu)存有液體(ti)時，氣體産(chan)生的渦街(jie)緻使液體(ti)飛濺💯，産生(sheng)的幹擾往(wang)往遠超氣(qi)體渦街信(xin)号強🈲度，緻(zhi)使流量趨(qu)勢也不能(neng)反映。

須謹(jin)慎考量的(de)創新
大口(kou)徑/低流速(su)的應用問(wen)題
　　由于K系(xi)數與渦街(jie)流量計流(liu)通管内徑(jing)呈反比，對(dui)于🤩相同🌈流(liu)😄速，呈現口(kou)徑規格越(yue)大，渦街頻(pin)率越低的(de)規律，在選(xuan)用DN200及以上(shang)口🐪徑規🐉格(ge)的滿管式(shi)渦街流量(liang)計時，可能(neng)出現渦街(jie)頻率與流(liu)速波動頻(pin)率相近甚(shen)至相同的(de)情形，緻使(shi)渦街頻率(lü)無法正确(que)識别，産生(sheng)難以接受(shou)的測量誤(wu)差，這種👅情(qing)形出現的(de)概率随口(kou)徑規格的(de)增大及🌐流(liu)速的降低(di)而升高，因(yin)此更易出(chu)現在大口(kou)徑液體檢(jian)測的應用(yong)之中，這正(zheng)是大多數(shu)制造商不(bu)生産DN300以上(shang)規♉格滿管(guan)式渦街流(liu)量計的真(zhen)正原因。
自(zi)帶壓力檢(jian)測的問題(ti)
　　由于渦街(jie)流量計流(liu)通管内部(bu)流場呈現(xian)劇變的流(liu)場，依據伯(bo)努利方程(cheng)即可判定(ding)：在渦街本(ben)體管壁上(shang)取得的壓(ya)力，與🏒真實(shi)📐的管道靜(jing)壓必定存(cun)在明顯差(cha)💃🏻異，并且，其(qi)差值與流(liu)體☔的流量(liang)/密度/粘度(du)等特性密(mi)切關聯，當(dang)前缺乏試(shi)驗數據證(zheng)明自帶壓(ya)力檢測的(de)誤差可信(xin)度。

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