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涡街流量计故障分析与处理

时间:2017-03-14 12:33 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

介绍了涡街流量计的特点,说明了涡街是如何形成的以及涡街流量计的工作原理。对涡街流量计在现场使用过程中的故障现象进行原因分析,指出了处理故障的办法和涡街流量计使用中的注意事项。

涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量是几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小,仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可在-20℃~250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理性的测量仪器。

1 涡街流量计的工作原理与结构

1.1 工作原理

 

在流体管道中,垂直插入个柱形阻挡物,在其后部(相对于流体流向)两侧就会交替地产生旋涡。随着流体向下游流动形成旋涡列,我们称之为卡门涡街。我们把产生旋涡的柱形阻挡物定义为旋涡发生体。如图 1 所示

我接1.jpg

实验证明,在一定条件下旋涡的分离频率与流体的流速成正比关系,与旋涡发生体的宽度成反比关系。因而,只要检测出旋涡分离的频率,即可计算出管道内流体的流速或流量。可用下式表示:

F = St * V/D

式中 F-----旋涡分离频率

St---常数(斯特劳哈尔)

V----旋涡发生体的流速

 

D----旋涡发生体的迎流面宽度斯特劳哈尔 St 是可以通过实现确定的无量纲常数。St

 

与雷诺数 Re 函数关系中的线性部分,即涡街流量计的线性测量范围,检测出频率 F 即可求得罐内流体的速度,再由流速求出体积流量。一段时间内输出的脉冲数与流体的体积之比称流量系数

K = N/Q

式中 K---仪表系数(脉冲/m³

N—脉冲数

Q----流体体积(m³

 

用于测量流量的旋涡分离频率随流速变化而变化,不受流体密度和粘度的影响。伴随旋涡分离而产生的压力脉动由压电力敏探头检测出,并在检测电路中被转换成与漩涡频率相对应的脉冲信号,信号转换器将次脉冲信号变换成 4~20mA 的标准电流信号输出。

1.2 结构

 

涡街流量计有传感器和转换器两大部分组成,如图 2,传感器包括漩涡发生体(阻流体)、检测元件和仪表等;转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A 装换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。

我接2.jpg

2 涡街流量计故障分析和处理措施

 

涡街流量计有很多故障原因,本文主要介绍因干扰信号导致转换器不能正确读取到传感器所发出的频率信号,导致流量计无流量显示。

2.1 流量计使用环境

2.2 故障情况

 

1)故障情况 1,当 R402B 搅拌开启后,在正常通过蒸汽时,流量计不能正常显示。原因因整套设备安装在钢制框架结构上,在搅拌开启后,蒸汽管线有震动,经测量,产生一个较强的 25HZ 信号,该信号将真实流量信号覆盖,导致真实流量值不能被正常检测出。搅拌停止后该 25HZ 信号消失。通过涡街流量计专用频率检测软件,我们检测出在 R402B 搅拌开启的情况下,流量计通过蒸汽时传感器发出的频率信号。在频率检曲线图中,有一频率信号波峰值为 25HZ 该信号是因震动引起的频率信号,另有一频率信号波峰值为 87HZ,该信号是实际蒸汽通过时产生的频率信号。由于这两个频率信号强度近似,所以这两个信号交替被流量计变送器输出,导致流量计测量产生波动。最终将该流量计重新配管安装,远离钢框架,并在流量计加装支撑,最终消除了因流量计所处管道震动引起的流量计无实际流量输出问题。

 

2)故障情况 2,上述流量计在更改安装位置后,在正常通过流量时,还是不能正常显示实际流量值。经检测发现该流量计在通过流量或没有通过流量时,均有一个 50HZ 信号输出,原因是在更换流量计位置后,重新铺设仪表信号线,该信号线未按标准进行屏蔽接地。按规定进行对仪表信号线接地后,该 50HZ 信号消失。在通过蒸汽时,该流量计能正常显示出实际蒸汽流量。

3 总结

 

涡街流量计在使用中可靠性高,维护量小,但是因为在安装过程中的一些不规范,导致涡街流量计经常发生各类的问题,通过上述流量计使用中的问题及原因分析和最终处理办法。为大家提供一些涡街流量计在使用过程中发生问题的解决思路。