智能渦街流量計主要存在問題及其解決方法:
智能渦街流量計主要存在的問題 主要有:①指示長期不準(zhǔn);②始終無指示;③指示大范圍波動,無法讀數(shù);④指示不回零;⑤小流量時無指示;⑧大流量時指示還可以,小流量時指示不準(zhǔn);⑦流量變化時指示變化跟不上;⑧儀表K系數(shù)無法確定,多處資料均不一致。
渦街流量計分析及解決方法
總結(jié)引起這些問題的主要原因,主要涉及到以下方面:
1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設(shè)計選型之后由于工藝條件變動,使得選擇大了―個規(guī)格,實際選型應(yīng)選擇盡可能小的口徑,以提高測量精度,這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關(guān)。比如,一條渦街管線設(shè)計上供幾個設(shè)備使用,由于工藝部分設(shè)備有時候不使用,造成目前實際使用流量減小,實際使用造成原設(shè)計選型口徑過大,相當(dāng)于提高了可測的流量下限,工藝管道小流量時指示無法保證,流量大時還可以使用,因為如果要重新改造有時候難度太大.工藝條件的變動只是臨時的??山Y(jié)合參數(shù)的重新整定以提高指示準(zhǔn)確度。
2、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠,影響測量精度,這方面的原因主要同問題①有關(guān)。比如:傳感器前面直管段明顯不足,由于FIC203不用于計量,僅僅用于控制,故目前的精度可以使用相當(dāng)于降級使用。
3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯誤,導(dǎo)致儀表指示有誤.參數(shù)錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤,這方面的原因主要同問題①、③有關(guān)。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準(zhǔn),實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動,無法讀數(shù),而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的終確定,終通過重新標(biāo)定結(jié)合相互比較確定了參數(shù),解決了這一問題。
4、二次儀表故障。這部分故障較多,包括:一次儀表電路板有斷線之處,量程設(shè)定有個別位顯示壞,K系數(shù)設(shè)定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設(shè)定以及K系數(shù)設(shè)定,這部分原因主要向問題①、②有關(guān)。通過修復(fù)相應(yīng)的故障,問題得以解決。
5、四路線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好,仔細(xì)檢查,有的接頭實際已松動造成回路中斷,有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上,也使得回路中斷,這部分原因主要同問題②有關(guān)。
6、二次儀表與后續(xù)儀表的連接問題。由于后續(xù)儀表的問題或者由于后續(xù)儀表的檢修,使得二次儀表的mA輸出回路中斷,對于這類型的二次儀表來說,這部分原因主要同問題②有關(guān)。尤其是對于后續(xù)的記錄儀,在記錄儀長期損壞無法修復(fù)的情況下,一定要注意短接二次儀表的輸出。
7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運(yùn)行,再加上受到灰塵的影響,造成平軸電纜故障,通過清洗或者更換平軸電線,問題得以解決。
8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松,造成表頭下沉,指針與表殼摩擦大,動作不靈,通過調(diào)整表頭并重新固定,問題相應(yīng)解決。
9、使用環(huán)境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分,由于環(huán)境濕度大,造成線路板受潮,這部分原因主要同問題②、②有關(guān)。通過相應(yīng)的技改措施,對部分環(huán)境濕度大的傳感器重新作了把探頭部分與轉(zhuǎn)換部分分離處理,改用了分離型傳感器,故善了工作環(huán)境,日前這部分儀表運(yùn)行良好。
10、由于現(xiàn)場調(diào)校不好,或者由于調(diào)校之后的實際情況的再變動。由于現(xiàn)場振動噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好.或者由于調(diào)整之后運(yùn)行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動,造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關(guān)。使用示波器,加上結(jié)合工藝運(yùn)行情況,重新調(diào)整。
智能渦街流量計安裝對直管段的要求:
正確地選擇安裝點和正確安裝流量計都是非常重要的環(huán)節(jié),若安裝環(huán)節(jié)失誤輕者影響測量精度,重者會影響流量計的使用壽命,甚至?xí)p壞流量計。
渦街流量計安裝對直管段的要求是非常重要的。它的詳細(xì)要求如下:
流量計對安裝點上的上下游直管段一定的要求,否則會影響測量精度。
若流量計安裝點上的上游有漸縮管,流量計上游應(yīng)有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。 若流量計安裝點上的上游有漸擴(kuò)管,流量計上游應(yīng)有不小于18D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段 若流量計安裝點上游有90°彎頭或下行接頭,流量計上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。 若流量計安裝點上游在同一平面上有90°彎頭,流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。 流量調(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在流量計下游5D以遠(yuǎn)處,若必須安裝在流量計的上游,流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。 流量計上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或羅茨式風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī),流量計上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
特別注意:智能渦街流量計安裝點的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關(guān)閥門,對流量計的 使用壽命影響極大,非常容易對流量計造成一定性損壞。流量計盡量避免在架空的非常長的管道上安裝,這樣時間一長后,由于流量計的下垂非常容易造成流量計于法蘭的密封泄露,若不得已安裝時,必須在流量計的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。
渦街流量計原理(圖)
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
智能渦街流量計是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時,它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈爾在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關(guān)系式: f = St × V/d 式中:f 渦街發(fā)生頻率 (Hz) V旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s ) St 斯特羅哈爾系數(shù)(常數(shù)) 這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負(fù)壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便產(chǎn)生一系列交變電信號,經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號或標(biāo)準(zhǔn)信號。
智能渦街流量計的流量計算和公式
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)平均流速為 ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式: f=SrU1/d=SrU/md (1) 式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s; Sr--斯特勞哈爾數(shù); m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比 管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2) K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3) 式中 K--流量計的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。 式中 qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h; Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa; Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K; Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。渦街流量計的檢定
現(xiàn)如今能源正在逐步減少,所以國家出臺了關(guān)于能源管理的相關(guān)條例,其中明確指出,渦街流量計在應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算中必須要到相關(guān)的檢定部門做技術(shù)檢定,出具相應(yīng)的證書后才能投入使用。
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智能渦街流量計是以全新的設(shè)計理念,將溫度、壓力、流量信號集于一體,通過智能數(shù)字處理器將三種信號混合處理后輸出一個補(bǔ)償后的標(biāo)準(zhǔn)流量,從而實現(xiàn)了對氣體、蒸汽的溫壓補(bǔ)償功能。由于采用了智能一體化的設(shè)計理念,因此,溫壓補(bǔ)償智能型渦街流量計具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用維護(hù)方便的特點。
下面介紹智能渦街流量計工作原理:
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門原理,如圖(一)所示。
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應(yīng)匹配電路,即可構(gòu)成電容檢測式空氣流量/傳感器或壓電檢測式煤氣流量傳感器。
圖(一)旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼空氣原理,有如下關(guān)系式:
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
式中:f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(shù)
V-流體的平均流速
d-柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
在曲線表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為空氣流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速,由流速V求出體積流量。
Q=3600f/K或M=ρ3600f/K
式中:K=儀表常數(shù)(1/m3)。
M=質(zhì)量流量
Q=體積流量(m3/h)
ρ=介質(zhì)密度(kg/m3)
F=頻率Hz
智能渦街流量計結(jié)構(gòu)
智能渦街流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖3所示。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來智能式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失)密切相關(guān),對它的要求如下。
1)能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離;
2)在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi),有穩(wěn)定的旋渦分離點,保持恒定的斯特勞哈爾數(shù);
3)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街,信號的信噪比高;
4)形狀和結(jié)構(gòu)簡單,便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及各種檢測元件的安裝和組合;
5)材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求,耐腐蝕,耐磨蝕,耐溫度變化;
6)固有頻率在渦街信號的頻帶外。
已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體,它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類,如圖4所示。單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱,其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用廣泛的一種,如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可采用多旋渦發(fā)生體,不過它的應(yīng)用并不普遍。
智能渦街流量計外型簡潔,測量精度高,性能穩(wěn)定,具有多種安裝、供電、信號輸出方式,可提供特殊管道及工況定制,產(chǎn)品選型,現(xiàn)場工控自動化設(shè)計等.
智能渦街流量計的參數(shù)對掌握使用方法有著非常重要的幫助,然而大家要對插入式渦街流量計進(jìn)行操作,需要首先掌握插入式渦街流量計的安裝方法,下面中國傳感器交易網(wǎng)的專家來給大家介紹一下插入式渦街流量計的安裝方法。
智能渦街流量計主要用于各種行業(yè)工業(yè)管道中大口徑氣體、液體、蒸汽介質(zhì)流體的流量測量, 特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。
智能渦街流量計具有無可動機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。插入式渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。
插入式渦街流量計有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量儀表。
智能渦街流量計安裝步驟:
1、在需要安裝插入式渦街流量計的管道正上方的水平管道上面必須割開一個直徑為100的圓孔,要去掉周邊的毛刺。
2、將配套的一端,就是帶有法蘭的短管放在孔的上面,要保持短管與管道的垂直,必須焊接牢固。
3、做到上面的步驟之后在圓孔處要放上墊片,然后把流量計插入,法蘭連接著,如果有球閥的話,一定要先吧球閥放在短管上連接好再打開球閥,然后再運(yùn)行插入式流量計。
4、必須要保證流量計前有大于15D的范圍,后面要保證有5D的直管段。