摘要:介紹了渦(wo)街流量計的特(te)點，說明了渦街(jie)是如❓何形💋成的(de)以及渦街流量(liang)計 的工作原理(li),對渦街流量計(ji)在現場使用過(guò)程中的一些故(gù)障現象分成四(sì)大類進行了歸(guī)納,相應提出了(le)對故障😍原因的(de)分析,指出了處(chu)理故障的辦法(fǎ)和渦街流量計(jì)使用中的🥰注意(yi)事項。
0引言
　　渦街(jie)流量計主要用(yong)于工業管道介(jie)質流體的流量(liàng)測量，如🏃🏻‍♂️氣體🐅、液(ye)體、蒸氣等多種(zhǒng)介質。其特點是(shì)壓力損失小,量(liang)程範🆚圍大,精度(dù)高,在測量工況(kuàng)體積流量時幾(ji)乎不受流體密(mì)度、壓力、溫度、粘(zhān)度等參數的影(ying)響。無可動機械(xiè)零件,因此可靠(kao)性高,維護量小(xiǎo)，儀表參數能長(zhang)期⭐穩定。渦街流(liu)量計采用壓🧡電(diàn)應力式傳感器(qi),可在-20℃~+250℃的工作溫(wen)度範圍内工作(zuò)。有模拟标準信(xin)号，也有數字脈(mo)沖💜信号輸出,容(rong)易與計算機等(deng)數字系統配套(tao)使用,是一⁉️種理(li)想的測量儀器(qi)。
1渦街流量計的(de)工作原理與結(jié)構
1.1工作原理
　　當(dāng)流體流動受到(dao)一個垂直于流(liú)動方向的非流(liú)線形柱👨‍❤️‍👨體的阻(zu)礙時,柱體的下(xia)遊兩側會發生(sheng)明顯的✔️漩渦，成(chéng)爲卡門渦街👄，渦(wo)街的形成與流(liu)體雷諾數有✊關(guān),如圖🛀🏻1。

　　漩(xuan)渦分離的頻率(lü)與流速成正比(bi)，與漩渦發生體(tǐ)的寬度成🔴反比(bǐ)📞,可以用下式表(biao)示:
F=St.·V/d
式中F-漩渦分(fen)離頻率
St一無量(liang)綱常數(斯特勞(láo)哈爾)
V-漩渦發生(sheng)體的流速
d-漩渦(wo)發生體的迎流(liu)面寬度
　　通過測(ce)量漩渦的分離(lí)頻率便可測出(chū)流體流速和瞬(shun)時流量。斯特勞(láo)哈爾數St是可以(yǐ)通過實驗确定(dìng)的無量🏃‍♂️綱常🌈數(shu)。無量綱常數St與(yu)類諾數Re函數關(guan)系中的線性部(bu)分，即渦街流量(liang)計的線性測量(liàng)⛱️範圍,檢測出頻(pín)率F即可📧求得管(guǎn)内流體的速㊙️度(dù),再由流速求出(chu)體積流量。一段(duan)時間内輸出的(de)脈沖數與流體(ti)的體積♉之比(流(liú)過單位體積流(liu)體對應的脈沖(chong)數)稱儀表系🚩數(shù)(K系數。
K=N/Q
式中K一儀(yí)表系數(脈沖/m3)
N-脈(mò)沖數
Q-流體體積(jī)(m3)
　　用于測量流量(liang)的漩渦分離頻(pín)率随流速變化(hua)而變🤩化，不受流(liu)♻️體密度和粘度(du)的影響。伴随漩(xuan)渦分離而産生(sheng)的壓力脈動由(yóu)🍉壓電力敏探頭(tóu)檢測出,并在檢(jian)‼️測電路🚶‍♀️中被轉(zhuan)換成與🆚漩渦頻(pin)率相對🌈應的脈(mo)沖信号,信号轉(zhuǎn)換器将此脈沖(chong)信号變換成4--20mA的(de)标準電流信号(hào)輸出。
1.2結構
　　渦街(jiē)流量計由傳感(gan)器和轉換器兩(liang)大部分組成,如(ru)♉圖2。傳感器包括(kuò)漩渦發生體(阻(zǔ)流體)、檢測元件(jian)和儀表表體等(deng);轉換器包括前(qian)置放大器、濾波(bo)整形電路💜、D/A轉換(huan)電💞路輸出接口(kǒu)電路、端子、支架(jià)和防護罩等。
2常(chang)見故障分析和(hé)處理措施
2.1管道(dao)有流量儀表無(wu)輸出
　　可能造成(cheng)這種故障的原(yuán)因和對應的解(jie)決辦法如下:
(1)可(ke)能的故障原因(yīn)是電源出現故(gu)障或供電電源(yuán)未連接。因🌈此📞要(yao)檢測電源電壓(ya)是否符合要求(qiu)及電源極性是(shi)否正确🐇。如電💃流(liu)輸⭕出型渦街流(liú)量計，如果出現(xian)電源極性接💃🏻反(fan),輸出電流爲0mA而(ér)不是⭐4mA。
(2)可能的故(gu)障原因是連接(jie)電纜斷線或者(zhe)接線錯誤。需要(yao)檢測線路是否(fǒu)暢通,如有故障(zhang),重新接線并檢(jiǎn)測。
(3)可能的故障(zhàng)原因是供電電(diàn)源的波紋系數(shu)太大。檢查時可(ke)以用一個濾波(bo)電解電容進行(háng)試驗，一般要求(qiu)電容≥100μF,50V。

(4)可能(néng)的故障原因是(shi)放大闆某級有(yǒu)故障。可以通過(guò)❗觀察放大器輸(shū)入、輸出端的波(bo)形，或從輸人端(duan)注入人體感應(ying)信号,觀察輸出(chū)端的變化情況(kuang)。如果輸出端沒(mei)有變化，則說明(ming)放大器工作不(bú)正常。實際檢修(xiu)中也可以利用(yòng)現場有的其他(ta)類型流量計主(zhǔ)闆更✔️換進行檢(jiǎn)查。确定放大極(ji)闆有故障，應當(dāng)予以更換。
(5)可能(neng)的故障原因是(shì)發生體的損壞(huai)。檢測的方法首(shou)先♍增大流量🌂,把(ba)此渦街主闆換(huàn)置同類型渦街(jie)流量🐆計上,如排(pai)除主闆故障,檢(jiǎn)查發生體。
　　發生(shēng)體損壞多出現(xiàn)在蒸汽測量系(xi)統中,由于工藝(yi)人員打開閥門(men)速度過快,使高(gao)溫高壓水蒸氣(qi)夾帶冷凝水劇(jù)烈沖㊙️擊漩✍️渦發(fā)生體，導緻其損(sǔn)壞,也就是常說(shuō)的“水錘”現象。所(suo)以要打開導淋(lin)排❗盡冷凝水後(hòu)🈲再緩慢打開蒸(zhēng)汽閥門,避免損(sǔn)壞漩渦發生體(ti)。
(6)可能的故障原(yuán)因是管道流量(liang)過低,沒有進入(ru)測量範圍。可以(yǐ)❓增大流量看流(liu)量計的反應。在(zai)靠近流量計的(de)管道旁有規律(lǜ)地連續敲擊,無(wú)論何種型号的(de)🏃🏻流量計均會出(chū)現流量顯示。如(rú)🔞果被測介質爲(wèi)液體,最好空管(guan)🏃‍♀️試驗,因爲液體(ti)本身就是消振(zhèn)器。故障處理的(de)方法是更換通(tōng)徑小一些的流(liú)量計或在工藝(yì)條件允許的情(qing)況下加大流量(liang)。
(7)可能的故障原(yuan)因是發生體與(yǔ)殼體之間的間(jiān)隙是😘否被🧑🏽‍🤝‍🧑🏻細微(wei)顆粒卡住。該種(zhǒng)現象一般出現(xian)于正常工作之(zhi)後,停機又開機(jī)。如果⭕是這樣，在(zai)确認轉換放大(dà)器及發生體都(dōu)🈲完好無損的情(qíng)況下,特别是測(ce)量介質又是液(ye)體,一般可認爲(wèi)是該🈲種故障。處(chu)理的方法是如(ru)果生産工藝條(tiáo)件允許,盡可能(néng)開🎯大流量,用一(yī)木制或橡皮錘(chui)子在流量計下(xià)部的焊台上垂(chui)直敲擊,以便高(gao)速流體所産生(shēng)的負壓将🏃‍♀️細微(wei)固體顆粒帶走(zǒu)。如果現場允許(xǔ)拆卸清洗,可以(yǐ)拆下發生體,但(dan)要求熟知流量(liang)計的結構,特别(bié)🈚是密封墊片及(jí)🐕壓闆螺釘等,一(yī)定要嚴💞格按使(shǐ)用說明書的要(yao)求安裝。同時要(yao)注意拆卸之後(hou)重新安裝的發(fa)生體,可能會對(duì)流量系數帶來(lai)一些變動,雖然(rán)其變化不大,但(dan)需要修正。
(8)對照(zhào)說明書檢測參(cān)數設置是否有(you)錯誤，如果有,予(yǔ)以修🐕正。
2.2通電後(hou)無流量但是有(yǒu)輸出
(1)檢測是否(fǒu)有振動。絕大多(duō)數渦街流量計(jì),都具有二維空(kong)間的抗振性能(neng)。即在流體阻力(li)方向及漩渦升(sheng)力方向能抗住(zhù)外界的振動幹(gàn)擾,而在漩渦橫(heng)向推❗力方向✌️則(zé)不能。如圖3.

　　最直接(jie)的檢測方法是(shì)用手感覺管道(dao)的震蕩。可以采(cai)用外部機械消(xiāo)振措施,如用橡(xiàng)膠軟接頭、墊等(deng)消☎️振,用支架固(gù)定管道。另外很(hen)多廠家在設計(ji)渦街流量計的(de)時候也考慮到(dao)了防振動的需(xu)求,調整一些♍參(can)數設置也可以(yǐ)減🌈輕振動對測(cè)量結果的影響(xiang),但要注意這些(xiē)參數設置對流(liu)量計流量上下(xia)限的影響。
(2)檢測(ce)輸出是否爲50Hz左(zuǒ)右的工頻幹擾(rǎo),可以用頻率計(jì)進行檢測。處♊理(lǐ)的方法是選用(yòng)帶屏蔽的電纜(lan)重新按規💃定接(jie)線。
(3)檢測輸出頻(pín)率爲任意恒定(dìng)頻率或者恒定(ding)輸出電流值,可(kě)能的故障原因(yīn)是放大闆損壞(huài)，産生自激。處理(lǐ)的方法是更換(huàn)放大闆。
(4)檢測流(liú)量計附近是否(fou)有強電設備或(huò)高頻幹擾。特别(bié)是電焊機😘所産(chan)生的高頻諧波(bo)将會使流量計(ji)無流量有信号(hào)。
(5)檢測接線腔是(shi)否進水。特别是(shì)電流輸出方式(shi)的渦街流量計(jì),正、負接線端子(zǐ)之間由于水的(de)導電而形成旁(pang)路電流,可能造(zào)成了無流量有(you)信号的現象。
(6)可(ke)能的故障原因(yīn)是放大闆的放(fang)大倍數或觸發(fā)靈敏度過高。解(jiě)決的方法是調(diao)試放大倍數和(he)靈敏度,觀察對(duì)輸出的影響,做(zuo)出🙇‍♀️必要的調整(zhěng)。
(7)可能的故障原(yuan)因是管道閥門(mén)未徹底關閉,有(yǒu)漏流量。此時需(xū)要在現場檢查(cha)壓力和閥門關(guān)閉情況。
2.3流量輸(shū)出不穩定
(1)可能(neng)的故障原因是(shì)流量計安裝不(bu)同心。檢測的方(fāng)法☔是拆下儀表(biǎo)檢查法蘭與管(guan)道的位置,如果(guǒ)是由于安裝不(bú)同心引起的,重(zhòng)新安裝儀表。
(2)可(kě)能的故障原因(yin)是直管段不夠(gou)或者管道内徑(jing)與🚶儀表内徑不(bú)一緻。需要檢測(cè)管道内徑和儀(yi)表内徑,有必要(yao)時更換♍儀表🐆安(an)裝位置或加長(zhǎng)前、後直管段。
(3)可(kě)能的故障原因(yin)是儀表選型不(bu)合适。如果選型(xíng)有誤📧,常用流⭐量(liàng)在非線性區,甚(shen)至在臨界死區(qu)附近,那麽就可(ke)能💛出現流量波(bo)動❌。在工藝條件(jian)允許的情況下(xia),加大流量，如果(guǒ)流量穩定了🌈，則(zé)更換🛀🏻通徑小一(yī)檔✔️的流量計🈲。
(4)可(ke)能的原因是流(liú)體中存在液氣(qi)、液固或氣固兩(liǎng)相😘流。渦街流量(liàng)計隻能測單相(xiang)流，不能測兩相(xiàng)流,這是由漩渦(wō)流量計🌈工作原(yuan)理所決定的。檢(jian)測時一般憑經(jīng)驗,或根據.流體(ti)性質及工況壓(yā)力、溫度等來判(pàn)斷是否存在液(yè)氣、液固💜、氣固兩(liǎng)相流。如介質爲(wèi)液氨,輕胫等易(yì)揮發液體時,容(rong)易出現此類現(xian)象。對于液體，如(ru)果是液固兩🐅相(xiang)流，一般可在流(liú)量計的.上遊端(duan)加裝過濾器♋。如(rú)果是液氣兩相(xiàng)流，則可在流量(liang)計的.上遊端加(jiā)裝消氣器。
(5)可能(néng)的故障原因是(shì)流量計與流量(liang)調節控制系統(tǒng)産🔴生系🍉統振💚蕩(dang)。将調節控制系(xi)統的閥門開度(dù)控制器打到手(shou)動檔,當把閥門(men)開到一定值，如(rú)果流量顯🐕示比(bi)較🛀穩定或💃稍有(yǒu)些波動,那說明(ming)存在系統振蕩(dang)👅。一般處理的方(fāng)法是重新整定(dìng)PID參數。
(6)可能的故(gu)障原因是發生(shēng)體上纏繞有纖(xian)維物。如果👅發生(shēng)體⛱️上纏繞着纖(xian)維物，它将大大(dà)減弱漩渦的渦(wō)🧡漩力,由于漩渦(wō)的作用,纖維物(wù)随流體擺動,從(cóng)而造成漩渦的(de)波動，流量顯示(shì)亦波動。可以拆(chāi)除檢測,清理後(hou)重新💋安裝。
(7)可能(neng)的故障原因是(shì)轉換放大器的(de)輸入通道損壞(huai)☀️一路😘。由工作原(yuán)理可知,當一路(lu)信号沒有之後(hou),信噪比大大下(xia)降,背景噪聲未(wei)衰減進入後面(miàn)處理,尖峰❗脈沖(chong)将會造成流量(liang)顯示的不穩定(dìng)。可以從輸入端(duān)注入人體感應(yīng)信号,用以觀察(chá)輸出端的🔴變化(hua)情況。實際檢修(xiū)中也可以利用(yòng)🤞現場有的其他(tā)類型流量計主(zhu)闆更換進行檢(jiǎn)查。确定有故障(zhàng),應當予以更換(huan)。
(8)可能的故障原(yuan)因是儀表參數(shu)設置錯誤。對照(zhao)說明書檢測☎️各(ge)項參數,如有錯(cuo)誤重新設置。
2.4流(liu)量計量誤差較(jiào)大
2.3中提到的各(gè)項故障原因也(yě)都有可能是流(liu)量計量誤差大(dà)的因🌈素。此外，還(hai)有可能是以下(xia)原因造成的故(gù)障。
(1)測量氣體或(huò)者蒸汽沒有實(shi)時溫度補償或(huò)固定設置㊙️溫💛度(du)壓力進行補償(cháng)。處理的方法是(shì)加裝溫壓補償(cháng)元件或⚽者設置(zhi)固定值補償。
(2)測(ce)量蒸汽時飽和(hé)蒸汽不是飽和(hé)狀态。處理的方(fāng)法是檢測工藝(yi)流程,改變工藝(yi)條件。
(3)檢查配套(tao)的二次儀表參(cān)數設置是否正(zheng)确。配套的.二次(ci)儀表的輸入方(fang)式必須與流量(liàng)計相對應匹配(pèi),否者将會産生(sheng)‼️誤差。
3結束語
　　通(tōng)過長期的工作(zuo)實踐證明，隻要(yao)對渦街流量計(jì)的原👅理、結構、性(xing)能有了全面深(shēn)入的了解，加上(shang)工作經驗的輔(fu)助,就會📧有應付(fù)各🐇種故障情況(kuang)的方法，讓渦街(jiē)流量計成爲流(liú)量測量的得力(li)助手。同時對常(cháng)見故障情況進(jin)行系統的分析(xi)和整理，也有利(li)于對常見故障(zhàng)現象有更深層(ceng)次的認識,爲今(jin)後的使用和維(wéi)護打下更堅實(shí)的基礎。

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