智能渦街流量(liàng)計工作原理與(yǔ)結構
1. 工作原理(lǐ)
　　智能渦街流量(liàng)計是在流體中(zhong)設置旋渦發生(shēng)體（阻流體），從旋(xuán)渦發生體兩側(cè)♍交🌂替地産生有(yǒu)規則的旋渦，這(zhe)種旋渦稱爲卡(kǎ)曼渦街📞，如圖1所(suǒ)示。旋渦列在旋(xuan)渦發生體下遊(yóu)非對稱地排列(lie)。設旋渦的發生(shēng)頻率爲f，被測介(jie)質來流🔞的平均(jun)速🔅度爲U，旋渦發(fā)生體迎面寬度(du)爲✨d，表體通徑爲(wei)D，根據卡曼♌渦街(jiē)原理，有🏃‍♂️如下關(guān)系式
f=SrU1/d=SrU/md （1）
式中U1--旋渦(wō)發生體兩側平(píng)均流速，m/s；
Sr--斯特勞(lao)哈爾數；
m--旋渦發(fa)生體兩側弓形(xing)面積與管道橫(heng)截面面積之比(bi)

管道内體積流(liu)量qv爲
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量(liàng)計的儀表系數(shu)，脈沖數/m3（P/m3）。
　　K除與旋(xuán)渦發生體、管道(dao)的幾何尺寸有(you)關外，還與斯特(tè)勞哈爾數有關(guan)。斯特勞哈爾數(shù)爲無量綱參數(shu)，它🐕與旋🤩渦發生(shēng)體形狀及雷諾(nuò)數有關，圖2所示(shì)爲圓柱狀旋渦(wō)發生體的斯特(te)🚩勞哈爾⁉️數與管(guǎn)🏃道雷諾數的關(guan)系圖。由圖可見(jian)，在ReD=2×104～7×106範圍内，Sr可視(shi)爲常數，這是儀(yí)表👈正常工作範(fan)圍。當測量氣體(tǐ)流量時，VSF的流量(liàng)計算式爲

　　圖2 斯(si)特勞哈爾數與(yu)雷諾數關系曲(qu)線式中 qVn，qV--分别爲(wei)标準👅狀态下（0oC或(huo)20oC，101.325kPa）和工況下的體(tǐ)積流量，m3/h；
Pn，P--分别爲(wèi)标準狀态下和(hé)工況下的絕對(dui)壓力，Pa；
Tn，T--分别爲标(biao)準狀态下和工(gong)況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分别爲标(biao)準狀态下和工(gong)況下氣體壓縮(suo)系數。
　　由上式可(kě)見，VSF輸出的脈沖(chong)頻率信号不受(shou)流體物性和組(zu)分變化❄️的影響(xiǎng)，即儀表系數在(zai)一定雷諾數範(fàn)圍内✂️僅與旋渦(wo)發生體及管道(dao)的形狀尺寸等(děng)有關。但是作爲(wèi)流量計在物料(liao)平衡及能源計(jì)量中需檢測質(zhi)量流量，這時流(liu)量計的輸出信(xin)号應同時監測(cè)體積流量和🧡流(liu)體密度，流💚體物(wù)性和組♌分對流(liu)量計量還是有(you)直接影響的。
2. 結(jié)構
　　VSF由傳感器和(he)轉換器兩部分(fèn)組成，如圖3所示(shi)。傳感器🔴包括旋(xuán)渦發🐉生體（阻流(liú)體）、檢測元件、儀(yí)表表體等；轉換(huan)器包括前置放(fàng)大😄器、濾波整形(xíng)電路、D／A轉換電路(lu)、輸出接口電路(lu)、端子、支架和防(fang)護❄️罩等。近年來(lái)智能式流量計(jì)還把微處理🧑🏾‍🤝‍🧑🏼器(qì)、顯示通訊及其(qi)他🧡功能模塊亦(yi)裝在轉換器内(nei)。

圖3 渦(wō)街流量計
（1）旋渦(wo)發生體
　　旋渦發(fā)生體是檢測器(qì)的主要部件，它(ta)與儀表的流量(liàng)特性📧（儀表系數(shù)、線性度、範圍度(du)等）和阻力特性(xìng)（壓🔱力損✏️失）密切(qiē)相關，對它的要(yào)求如下。
1） 能控制(zhi)旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向(xiang)上同步分離；
2） 在(zai)較寬的雷諾數(shù)範圍内，有穩定(ding)的旋渦分離點(dian)，保持恒⛹🏻‍♀️定的☎️斯(si)特勞哈爾數；
3） 能(néng)産生強烈的渦(wo)街，信号的信噪(zào)比高；
4） 形狀和結(jié)構簡單，便于加(jiā)工和幾何參數(shu)标準化，以及各(gè)種檢測元件的(de)安裝和組合；
5） 材(cái)質應滿足流體(tǐ)性質的要求，耐(nai)腐蝕，耐磨蝕，耐(nài)溫度🧡變🍓化；
6） 固有(yǒu)頻率在渦街信(xin)号的頻帶外。
　　已(yǐ)經開發出形狀(zhuàng)繁多的旋渦發(fa)生體，它可分爲(wei)單旋渦發生🏒體(tǐ)和多旋渦發生(sheng)體兩類，如圖4所(suo)示。單旋🔞渦發👌生(shēng)體的基本形有(yǒu)圓柱、矩形柱和(he)三角柱，其他🚩形(xíng)狀皆爲這些🔴基(ji)本形的變形。三(san)角柱形旋渦發(fā)生體是應用最(zui)廣泛的一種，如(ru)圖5所示。圖中D爲(wèi)儀表口徑。爲提(ti)高渦街強度和(hé)穩✂️定性，可采用(yòng)多旋渦發生體(ti)，不過它的應用(yòng)并不普遍。

⑵智能(néng)渦街流量計檢(jiǎn)測元件
流量計(ji)檢測旋渦信号(hào)有5種方式。
1） 用設(shè)置在旋渦發生(sheng)體内的檢測元(yuán)件直接檢測發(fā)生體兩側差壓(ya)；
2） 旋渦發生體上(shang)開設導壓孔，在(zài)導壓孔中安裝(zhuāng)檢測元♉件檢📧測(cè)發生體兩側差(cha)壓；
3） 檢測旋渦發(fa)生體周圍交變(bian)環流；
4） 檢測旋渦(wo)發生體背面交(jiao)變差壓；
5） 檢測尾(wěi)流中旋渦列。
　　根(gen)據這5種檢測方(fang)式，采用不同的(de)檢測技術（熱敏(mǐn)、超聲、應力、應變(biàn)、電容、電磁、光電(diàn)、光纖等）可以構(gòu)成不同類型的(de)VSF，如表1所示。 表1 旋(xuan)渦發生體和檢(jian)測方式一覽表(biao)

⑶ 轉換器
　　檢測元(yuan)件把渦街信号(hao)轉換成電信号(hao)，該信号既微弱(ruò)🤟又♊含有不同成(chéng)分的噪聲，必須(xu)進行放大、濾波(bo)、整形等處理才(cai)能得出🛀與流量(liang)成比例的脈沖(chong)信号。
轉換器原(yuán)理框圖如圖6所(suǒ)示。

圖6 轉換器原(yuan)理框圖⑷ 儀表表(biao)體
儀表表體可(kě)分爲夾持型和(hé)法蘭型，如圖7所(suo)示。
　　智能渦街流(liú)量計主要存在(zài)的問題 主要有(you)：①指示長期不準(zhun)㊙️；②始終無指示；③指(zhi)示大範圍波動(dong)，無法讀數；④指示(shì)不回零🌈；⑤小流量(liàng)時無指示；⑧大流(liú)量時指示還可(kě)以，小流量時指(zhǐ)示不準；⑦流量變(biàn)化時指示變化(huà)跟不上；⑧儀表K系(xì)數無法确定♈，多(duō)處資料均不一(yi)緻。
分析及解決(jué)方法
總結引起(qǐ)這些問題的主(zhǔ)要原因，主要涉(she)及到以下♌方💛面(mian)💋：
1、選型方面的問(wèn)題。有些渦街傳(chuan)感器在口徑選(xuǎn)型上或者♋在設(shè)計選型之後由(yóu)于工藝條件變(biàn)動，使得選擇大(da)了―個規格，實際(ji)選型♌應選擇盡(jìn)可能小的口徑(jing)，以提高測量精(jing)度，這方面的原(yuán)因主要同問題(ti)①、③、⑥有關✏️。比如，一條(tiao)渦街管線設計(jì)上供幾個設備(bèi)使用，由于工藝(yi)部分設備有時(shi)候不使用，造成(chéng)目前實際使用(yòng)🐆流量減小，實際(ji)使用造成原設(shè)計選型口徑過(guo)大，相當于提高(gāo)🌐了可測的流量(liang)下限，工藝管道(dào)小流量時指示(shi)無法保證，流量(liang)🏃🏻大時還可以使(shi)用，因爲如果要(yào)💋重新改造有時(shí)候難度太大．工(gong)藝條件的變動(dong)隻是臨時的。可(ke)結合參數的重(zhòng)新整定以提高(gāo)指示正确❤️率。
2、安(ān)裝方面的問題(tí)。主要是傳感器(qi)前面的直管段(duàn)長度不🏃🏻‍♂️夠，影響(xiang)💋測量精度，這方(fang)面的原因主要(yao)同問題①有關。比(bǐ)如：傳感器前面(miàn)直管段明顯不(bu)足，由于FIC203不用于(yú)計量🆚，僅僅用于(yu)控制，故目前的(de)精度可以使用(yong)相當于降級🌍使(shǐ)用。
3、參數整定方(fāng)向的原因。由于(yú)參數錯誤，導緻(zhi)儀表指示有誤(wu)．參數錯誤使得(dé)二次儀表滿度(dù)頻率計算錯誤(wù)，這方面的原因(yin)主要同問題①、③有(you)關。滿度頻率相(xiang)差‼️不多的使得(de)指示長期不準(zhǔn)，實際滿度頻率(lǜ)大幹計算的滿(man)度頻率的使得(de)指示大範圍波(bo)動，無法讀數，而(ér)資料上參數的(de)不一緻性又影(ying)響了🍉參數的最(zui)終👄确定，最終通(tōng)🏒過重新标定結(jié)合🧑🏽‍🤝‍🧑🏻相互比較确(què)定了參數，解決(jué)了這一問題。
4、二(èr)次儀表故障。這(zhe)部分故障較多(duo)，包括：一次儀表(biao)電路闆有斷線(xiàn)💛之處，量程設定(dìng)有個别位顯示(shì)壞，K系數設定有(you)個☂️别位顯示㊙️壞(huài)，使🔅得無法确定(ding)量程設定以及(ji)K系數設定，這🐆部(bu)分原因主要向(xiàng)問題①、②有關。通過(guo)修複相應的故(gu)障，問題得以解(jiě)決⛹🏻‍♀️。
5、四路線路連(lian)接問題。部分回(hui)路表面上看線(xian)路連接很好，仔(zǎi)💋細檢查，有的接(jie)頭實際已松動(dong)造成回路中🔅斷(duan)，有的接頭雖連(lián)接很緊但由于(yú)副線問題緊固(gù)螺✔️釘卻緊固在(zai)了線皮上，也使(shi)得回路中斷，這(zhe)部分原因主要(yào)同問題②有關🌏。
6、二(èr)次儀表與後續(xu)儀表的連接問(wen)題。由于後續儀(yí)表的問題或☂️者(zhě)由于後續儀表(biao)的檢修，使得二(èr)次儀表的mA輸出(chu)回路中💃斷，對于(yú)這🧑🏽‍🤝‍🧑🏻類型的二次(cì)儀表來說，這部(bù)分原因主要🔴同(tóng)問題②有關。尤其(qí)是對于後續的(de)記🧑🏾‍🤝‍🧑🏼錄儀，在記錄(lù)儀長期損壞無(wu)法修複的情況(kuàng)下，一定🐆要注意(yì)短接❗二次儀表(biǎo)的輸出。
7、由于二(er)次儀表平軸電(dian)纜故障造成回(huí)路始終無指示(shì)。由于💔長期♈運行(hang)，再加上受到灰(huī)塵的影響，造成(cheng)平軸電纜故障(zhang)，通過清洗或者(zhě)更換平軸電線(xian)，問題得以解決(jué)。
8、對于問題⑦主要(yào)是由于二次儀(yí)表顯示表頭線(xian)圈固定螺絲松(song)，造成表頭下沉(chén)，指針與表殼摩(mo)擦大，動作🐪不靈(ling)，通過調整🌈表頭(tou)并重新固定，問(wèn)題相應解決。
9、使(shǐ)用環境問題。尤(yóu)其是安裝在地(di)井中的傳感器(qì)部分，由于環境(jìng)濕度大，造成線(xiàn)路闆受潮，這部(bu)分原因主要同(tóng)問題①、②有關。通過(guò)相應的技改措(cuò)施，對部分環💋境(jing)濕度💛大的傳感(gan)器重新作了把(bǎ)探頭部分與轉(zhuǎn)換部分分離處(chù)理，改用🈚了分離(lí)型😘傳感器，故善(shan)了工作🔆環境，日(rì)前這部分儀表(biǎo)運行良好。
10、由于(yu)現場調校不好(hǎo)，或者由于調校(xiao)之後的實際情(qíng)況的再變動。由(you)于現場振動噪(zào)聲平衡調整以(yi)及靈敏度調整(zhěng)不好．或者由于(yú)調整之後運行(hang)一段時間之後(hou)現場情況的再(zài)變💔動，造成指示(shì)問題、這部分原(yuan)因主要同問題(tí)④、⑤有關。使用示波(bo)器，加上結合工(gōng)藝運行情況，重(zhong)新調整。

以上内(nei)容來源于網絡(luo)，如有侵權請聯(lian)系即删除!