摘要:介紹了渦街(jie)流量計的特點，說(shuo)明了渦街是如何(he)形成的以及渦街(jiē)流量計 的工作原(yuan)理,對渦街流量計(jì)在現場使用過程(cheng)中的一些故障現(xian)象分成四大類進(jìn)行了歸納,相應提(ti)出了對故障原因(yīn)的分析,指出了處(chu)理故障的辦法和(he)⚽渦街流量計使用(yong)中的注意事項。
0引(yǐn)言
　　渦街流量計主(zhu)要用于工業管道(dào)介質流體的流量(liàng)測量，如🚩氣體、液體(ti)、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損(sun)失小,量程範圍大(dà),精度高,在測量工(gong)況體積流量時幾(jǐ)乎👅不受流體密度(du)💘、壓力、溫度、粘度等(deng)參數的影響。無可(kě)動機械零件,因此(ci)可靠👈性高,維護量(liàng)小，儀表👣參數能長(zhang)期穩定。渦街流量(liàng)計采用壓電應力(lì)式傳感器,可在-20℃~+250℃的(de)工作溫度範圍内(nèi)工作。有模拟标準(zhun)信号，也有數字脈(mò)沖🧑🏽‍🤝‍🧑🏻信号輸出,容易(yì)與計算機等數字(zi)系💚統配套使用,是(shì)一✏️種理想的測量(liang)儀器。
1渦街流量計(jì)的工作原理與結(jie)構
1.1工作原理
　　當流(liú)體流動受到一個(ge)垂直于流動方向(xiàng)的非流線形柱體(tǐ)的阻🏃礙時,柱體的(de)下遊兩側會發生(sheng)明顯的漩渦，成爲(wèi)♈卡門渦街，渦街的(de)形成與流體雷諾(nuò)數有關,如圖1。

　　漩渦分離的頻率(lǜ)與流速成正比，與(yu)漩渦發生體的寬(kuan)度成反比,可以用(yòng)下式表示:
F=St.·V/d
式中F-漩(xuán)渦分離頻率
St一無(wú)量綱常數(斯特勞(lao)哈爾)
V-漩渦發生體(ti)的流速
d-漩渦發生(shēng)體的迎流面寬度(dù)
　　通過測量漩渦的(de)分離頻率便可測(cè)出流體流速和瞬(shun)時🛀流量👣。斯♍特勞哈(ha)爾數St是可以通過(guo)實驗确定的無量(liang)💜綱常🛀🏻數。無量綱常(chang)數💘St與類諾數Re函數(shù)關系中的線性部(bu)分，即渦街流量計(jì)的線性測量範圍(wéi),檢測出頻率F即可(ke)🚶‍♀️求得管内❄️流體的(de)速度,再由流速求(qiú)出體積流量。一段(duàn)時間内輸出的脈(mo)沖數與流體的體(ti)積🔞之比(流過單⛱️位(wèi)體積流體對應😍的(de)脈沖數)稱儀表系(xì)數(K系數。
K=N/Q
式中K一儀(yi)表系數(脈沖/m3)
N-脈沖(chòng)數
Q-流體體積(m3)
　　用于(yú)測量流量的漩渦(wō)分離頻率随流速(su)變化而變化，不受(shòu)流體密度和粘度(du)的影響。伴随漩渦(wo)分離而産生📧的壓(ya)力脈動由壓電力(li)敏探頭檢測出,并(bìng)在檢測電路中被(bèi)轉換成與漩渦頻(pín)率相對應的脈沖(chong)信号,信号轉換器(qi)将此㊙️脈沖信号變(bian)換成4--20mA的标準電流(liú)信号輸出。
1.2結構
　　渦(wo)街流量計由傳感(gan)器和轉換器兩大(dà)部分組成,如圖2。傳(chuán)感✂️器包括漩渦發(fā)生體(阻流體)、檢測(ce)元件和儀表表體(ti)等;轉換器包括前(qián)置放大器、濾波整(zheng)形電路、D/A轉換電路(lu)輸出接口電路、端(duan)子、支架和防護罩(zhao)等。
2常見故障分析(xī)和處理措施
2.1管道(dao)有流量儀表無輸(shū)出
　　可能造成這種(zhong)故障的原因和對(dui)應的解決辦法如(rú)下㊙️:
(1)可能的故障原(yuan)因是電源出現故(gù)障或供電電源未(wei)連接🐕。因🔅此要📞檢測(cè)電源電壓是否符(fu)合要求及電源極(ji)性是否正确。如電(diàn)流輸出型渦街流(liú)量計，如果出☔現電(diàn)源極性接😍反,輸出(chu)電流爲0mA而不是4mA。
(2)可(ke)能的故障原因是(shi)連接電纜斷線或(huò)者接線錯誤。需要(yào)檢測✌️線路是否暢(chang)通,如有故障,重新(xin)接線并檢測。
(3)可能(neng)的故障原因是供(gong)電電源的波紋系(xì)數太大。檢查時可(kě)以用🧡一個濾波電(diàn)解電容進行試驗(yan)，一般要求電容≥100μF,50V。

(4)可能的故障原因(yin)是放大闆某級有(you)故障。可以通過觀(guān)♊察💔放大器⭐輸入、輸(shu)出端的波形，或從(cóng)輸人端注入人體(tǐ)感應信号,觀察輸(shu)出端的變化情況(kuàng)。如果輸出端沒有(yǒu)變化，則說明放大(da)器工作不正常。實(shí)際檢修🌈中也可以(yǐ)♈利用現場有的其(qí)他類型流量計主(zhǔ)闆更換進行檢查(chá)🈲。确定放大極🌈闆有(yǒu)故障，應當予以更(gèng)換⁉️。
(5)可能的故障原(yuán)因是發生體的損(sǔn)壞。檢測的方法首(shou)先增大流量,把此(ci)渦街主闆換置同(tóng)類型渦街流量計(jì)上,如排除主☀️闆故(gù)💜障,檢查發生體。
　　發(fā)生體損壞多出現(xian)在蒸汽測量系統(tǒng)中,由于工藝😘人員(yuán)😄打開💃閥門速度過(guo)快,使高溫高壓水(shui)蒸氣夾帶冷凝水(shui)劇🔞烈沖擊漩渦發(fā)🙇🏻生體，導緻其損壞(huai),也就是常說的“水(shui)錘”現象。所以❤️要打(dǎ)開導淋排盡冷凝(níng)水後再緩慢打開(kai)蒸汽閥門,避免損(sun)壞漩渦發生體。
(6)可(ke)能的故障原因是(shi)管道流量過低,沒(méi)有進入測量範圍(wei)。可以♋增⛷️大流量看(kan)流量計的反應。在(zai)靠近流量計的管(guǎn)道🏃旁有規律地連(lian)🆚續敲擊,無論何種(zhong)型号的流量計均(jun1)會出現流量顯示(shi)。如☔果被測介質爲(wèi)液體,最好空管試(shi)驗,因爲液體本身(shēn)就是消振器。故障(zhàng)處理的方法是👅更(gèng)換通徑小一些的(de)流量🤟計或在工藝(yi)條件允許的情🈲況(kuàng)下加大流量。
(7)可能(neng)的故障原因是發(fā)生體與殼體之間(jian)的間隙是否被細(xì)微㊙️顆粒卡住。該種(zhǒng)現象一般出現于(yu)正常工作之後,停(ting)機又開機。如果是(shi)這樣，在确認轉換(huàn)放大🐪器及發生體(tǐ)都完好無損的情(qing)況下,特别是測量(liàng)介👣質又是液體,一(yi)般可認爲是該種(zhong)故障。處理的方法(fa)🐪是如果生産工藝(yi)條件允許,盡可能(neng)開大流量,用一木(mù)制或橡皮錘子在(zai)流量計下部的焊(hàn)台上垂直敲擊,以(yi)便高速流體所産(chǎn)生的負壓将細微(wēi)固體顆粒帶🥵走。如(rú)果現場允許🔞拆卸(xie)清洗,可以拆下發(fā)生體,但要求熟知(zhī)流量計的結構,特(te)别是密封墊片及(ji)壓闆螺釘等,一定(dìng)要嚴格按使用說(shuō)明書的要求安裝(zhuang)。同時要注意拆卸(xiè)之後重新安🔞裝的(de)發生體,可能會對(duì)😘流量🏃系數帶來一(yī)些變動,雖然其變(bian)化不大,但需要修(xiu)正。
(8)對照說明書檢(jian)測參數設置是否(fǒu)有錯誤，如果有,予(yu)以👅修📞正🙇🏻。
2.2通電後無(wú)流量但是有輸出(chū)
(1)檢測是否有振動(dòng)。絕大多數渦街流(liú)量計,都具有二維(wéi)空💋間的抗振性能(néng)。即在流體阻力方(fang)向及漩渦升力方(fāng)向能抗住外界的(de)振動幹擾,而在漩(xuan)渦橫向推力方向(xiàng)則不能❗。如圖3.

　　最直接的檢測(ce)方法是用手感覺(jiào)管道的震蕩。可以(yi)✌️采用外部機械消(xiāo)振措施,如用橡膠(jiao)軟接頭、墊等消振(zhen),用支架固定❓管道(dao)。另外很多廠家在(zài)設計渦街流量計(jì)的🙇‍♀️時候也考慮到(dao)了防振動的需🌏求(qiu),調整一些參數設(shè)置也可以減輕振(zhèn)動對測量結果🏃🏻的(de)影響,但要注意這(zhe)些參數設置對流(liu)量計流量上下限(xian)的影響。
(2)檢測輸出(chu)是否爲50Hz左右的工(gong)頻幹擾,可以用頻(pin)率計進行檢🐅測🔴。處(chù)理的方法是選用(yong)帶屏蔽的電纜重(zhong)新按規定接線。
(3)檢(jian)測輸出頻率爲任(rèn)意恒定頻率或者(zhě)恒定輸出電流值(zhi)💁,可能的故障原因(yin)是放大闆損壞，産(chǎn)生自激。處理的方(fang)法是更換放大闆(pǎn)。
(4)檢測流量計附近(jìn)是否有強電設備(bèi)或高頻幹擾。特🚶别(bié)是電焊機所産生(sheng)的高頻諧波将會(huì)使流量計無⁉️流量(liang)有信💃号。
(5)檢測接線(xiàn)腔是否進水。特别(bie)是電流輸出方式(shi)的渦街🎯流🚶‍♀️量計,正(zheng)、負接線端子之間(jian)由于水的導電而(ér)形成旁路電流,可(ke)🏃🏻能造🚩成了無流量(liang)有信号的現象。
(6)可(kě)能的故障原因是(shì)放大闆的放大倍(bei)數或觸發靈敏度(du)過高。解決的方法(fa)是調試放大倍數(shù)和靈敏度,觀察對(duì)輸出的影響,做出(chu)必要的調整。
(7)可能(neng)的故障原因是管(guǎn)道閥門未徹底關(guan)閉,有漏流量。此時(shí)需要🏃🏻在現場檢查(cha)壓力和閥門關閉(bi)情況。
2.3流量輸出不(bu)穩定
(1)可能的故障(zhang)原因是流量計安(ān)裝不同心。檢測的(de)方法是拆下🔴儀表(biao)檢查法蘭與管道(dao)的位置,如果是由(yóu)于安🔞裝不同心引(yǐn)起的,重新安裝儀(yí)表。
(2)可能的故障原(yuan)因是直管段不夠(gou)或者管道内徑與(yǔ)儀表内徑不一緻(zhì)。需要檢測管道内(nèi)徑和儀表内徑😍,有(you)必🚶‍♀️要時更換儀表(biao)安裝位置或加長(zhǎng)前、後直管段。
(3)可能(néng)的故障原因是儀(yi)表選型不合适。如(rú)果選型有誤🌈,常用(yong)流🧡量在非線性區(qū),甚至在臨界死區(qu)附近,那麽就可能(neng)出現流量波動。在(zai)工藝條件允許的(de)情況🥰下,加大🈚流量(liang)，如果流量穩定了(le)，則更換通徑小一(yī)檔的流量計。
(4)可能(neng)的原因是流體中(zhong)存在液氣、液固或(huo)氣固兩相流。渦街(jie)流量計隻能測單(dan)相流，不能測兩相(xiang)流,這是由漩渦流(liu)量計💚工作原理🔞所(suǒ)決定的。檢測時一(yī)般憑經驗,或根據(ju).流體性質及工況(kuàng)壓力、溫度等來判(pàn)斷是否存在液氣(qì)、液固、氣固兩相流(liu)。如介質爲液氨,輕(qīng)⭕胫等易揮發液體(ti)時,容易出現此類(lei)現象。對于液體，如(rú)果是液固兩相流(liu)，一般可在流量計(ji)的.上遊端加裝過(guò)濾器。如果是液氣(qi)兩相流，則可在流(liu)量計的.上遊端加(jiā)裝消氣器。
(5)可能的(de)故障原因是流量(liang)計與流量調節控(kong)制系統産👣生系統(tong)振蕩。将調節控制(zhì)系統的閥門開度(dù)控制器打到手動(dòng)檔,當把閥門開到(dao)一定值，如果流量(liang)顯示比較穩定或(huò)稍有些波動,那說(shuō)明存在系統振蕩(dàng)。一般處理的方法(fǎ)是重新整定PID參數(shu)。
(6)可能的故障原因(yin)是發生體上纏繞(rào)有纖維物。如果發(fā)生體上纏繞着纖(xian)維物，它将大大減(jiǎn)弱漩渦的渦漩力(li),由于漩渦的作用(yong),纖維物随流體擺(bai)動,從而造成漩渦(wō)的波動❌，流量顯示(shi)亦波動。可以拆除(chú)檢測,清理後重新(xīn)安裝。
(7)可能的故障(zhàng)原因是轉換放大(da)器的輸入通道損(sun)壞一㊙️路。由工作原(yuan)理可知,當一路信(xìn)号沒有之後,信噪(zào)比大💋大下降,背景(jǐng)噪聲未衰減進入(ru)後面處理,尖峰脈(mò)沖将會造成流量(liàng)顯💰示的不穩定。可(ke)🚩以從輸入端注入(rù)人體感應信号,用(yong)以觀察🈚輸出端的(de)變化情況💞。實際檢(jiǎn)修中🈲也可以利用(yòng)現場有的其他類(lei)型流量計主闆更(geng)換㊙️進行檢查。确定(ding)有🌈故障,應當予以(yǐ)更換💰。
(8)可能的故障(zhang)原因是儀表參數(shù)設置錯誤。對照說(shuō)明書檢測各項參(can)數,如有錯誤重新(xin)設置。
2.4流量計量誤(wù)差較大
2.3中提到的(de)各項故障原因也(ye)都有可能是流量(liàng)計量🤩誤差大的因(yin)素。此外，還有可能(néng)是以下原因造成(chéng)的故障💋。
(1)測量氣體(tǐ)或者蒸汽沒有實(shí)時溫度補償或固(gu)定設置溫📐度壓力(lì)進行補償。處理的(de)方法是加裝溫壓(yā)補❓償元件或者設(she)置固定值❤️補償。
(2)測(ce)量蒸汽時飽和蒸(zheng)汽不是飽和狀态(tài)。處理的方法是檢(jiǎn)測工藝流程,改變(biàn)工藝條件。
(3)檢查配(pei)套的二次儀表參(can)數設置是否正确(què)。配套的.二次儀表(biao)的輸入方式必須(xu)與流量計相對應(yīng)匹配,否者将會産(chǎn)生誤差❄️。
3結束語
　　通(tong)過長期的工作實(shí)踐證明，隻要對渦(wo)街流量計的原理(lǐ)、結🥰構、性✍️能有了全(quán)面深入的了解，加(jia)上工作經驗的輔(fǔ)助,就會⛷️有應🈲付各(gè)種故障情況的方(fāng)法，讓渦街流量計(ji)成爲流量測量的(de)得力助手🐆。同時對(duì)常見故障情況💛進(jìn)行系統的分析和(hé)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻整理，也有利于對(duì)常見故障現象有(yǒu)更深層次的認識(shi),爲今後的使用和(hé)維護打下更💰堅實(shí)的基礎。

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