从工作原理上来说涡街流量计的故障排除

智能涡街流量计的工作原理和结构

1、工作准则

　　智能涡街流量计在流体中设置有涡流发生器（阻塞流体），并且从涡流发生器的两侧交替地产生规则涡流，并且该涡流被称为卡门涡街，如图4所示。涡流排不对称地布置在涡流发生器的下游。设涡旋的发生频率为f，被测介质的流动平均速度为U，涡流发生器的宽度为d，体的直径为D.根据卡门涡的原理，存在以下关系。

f = SrU1 / d = SrU / md（1）

U1--涡流发生器两侧的平均流速在哪里，m / s;

Sr - Strauhal数;

M--涡流发生器两侧的弧形区域与管道横截面积之比

智能涡街流量计工作原理图

管道中的体积流量qv是

Qv =πD2U/ 4 =πD2mdf/ 4Sr（2）

K = f / qv = [πD2md/ 4Sr] -1（3）

在公式K - 米表系数中，脉冲数/ m3（P / m3）。

　　除了涡流发生器和管道的几何形状之外，K还与斯特劳哈尔数有关。有关。斯特劳哈尔数是无量纲参数，它与涡流发生器的形状和雷诺数有关。图2显示了圆柱形涡流发生器的斯特劳哈尔数与管道的雷诺数之间的关系。从图中可以看出，在ReD = 2×104~7×106的范围内，Sr可以看作是一个常数，这是仪器的正常工作范围。当测量气体流速时，VSF的流速计算为

　　图2斯特劳哈尔数与雷诺数之间的关系为qVn，qV - 标准条件下的体积流量（0oC或20oC，101.325kPa）和m3 / h;

Pn，P--分别是标准条件和工作条件下的绝对压力;霸;

Tn，T--分别是标准条件和工作条件下的热力学温度K;

Zn，Z--分别是标准条件和工作条件下的气体压缩系数。

　　从上式可以看出，VSF输出的脉冲频率信号不受流体特性和成分变化的影响，即仪表系数仅与涡流发生器的形状和大小以及管内的管道有关。一定的雷诺数范围。但是，由于流量计需要检测物料平衡和能量计量中的质量流量，然后是流量计的输出字母应同时监测体积的体积流量和流体密度，流体性质和成分将对流量计量产生直接影响。

2、结构

　　VSF由传感器和转换器两部分组成，如图3所示。传感器包括涡流发生器（阻塞流体），检测部件，仪器主体等;转换器包括前置放大器，滤波器整形电路，D / A转换电路，输出接口电路，端子，支架和屏蔽。近年来，智能流量计还在转换器中安装了微处理器，显示器通信和其他功能模块。

智能涡街流量计结构图

图3涡街流量计

（1）涡流发生器

　　涡流发生器是探测器的主要部件。它与流量计的流量特性（流量系数，线性度，范围等）和阻力特性（压力损失）密切相关。要求如下。

1）可以控制涡流在涡流产生体轴的方向上同步分离;

2）在广泛的雷诺数范围内，有一个稳定的涡旋分离点，保持恒定的斯特劳哈尔数;

3）它可以产生强烈的涡旋，信号的信噪比很高;

4）简单的形状和结构，易于加工和几何参数的标准化，和各种检测部件的安装和组合;

5）材料应满足流体性能，耐腐蚀性，耐磨性和耐温性的要求;

6）固有频率在涡旋信号的频带之外。

　　已经开发了各种涡流发生器，其可以分为单个涡流发生器和多涡流发生器，如图1所示。单涡流发生器的基本形状是圆柱形，矩形柱形和三角形柱形，其他形状是这些基本形状的变形。三角形圆柱形涡流发生器是最广泛使用的一种，如图5所示。在图中，D是标距直径。为了提高涡流的强度和稳定性，可以使用多涡流发生器，但其应用并不常见。

（2）智能涡街流量计检测元件

　　流量计有5种方式来检测涡流信号。

1）通过使用设置在涡流体内的检测元件直接检测身体两侧的压差;

2）在涡流发生体上形成导压孔，在导压孔内安装检测元件，检测发电体两侧的压差;

3）检测涡流发生器周围的交替循环;

4）检测涡流发生器背面的交变压差;

5）检测尾流中的涡旋柱。

　　根据这5种检测方法，不同检测技术（热，超声，应力，应变，电容，电磁，光电，光纤等）可以构建成不同类型的VSF，如表1所示。表1涡流发生器列表和检测方法

（3）转换器

　　检测部件将涡流信号转换成电信号，该电信号是弱的并且包含不同的噪声分量，并且必须被放大，滤波，成形等以获得与流速成比例的脉冲信号。

转换器的框图如图6所示。

　　图6转换器框图（4）仪表体

　　仪表主体可分为夹紧型和凸缘型，如图2所示。

　　智能涡街流量计的主要问题是：

1、表示长期不准确; 

2、表示根本没有任何指示; 

3、表示大规模波动，无法读取; 

4、表示不归零; 

5、当流量小时没有迹象;当流量很小时，也可能不允许该指示; 

6、当流量变化时，指示的变化不能保持; 

7、无法确定仪表的K系数，且许多地方的数据不一致。

分析和解决方案

　　总结这些问题的主要原因，主要涉及以下几个方面：

1.选择问题。在机芯选择或设计和选择之后选择一些涡流传感器，因为工艺条件发生变化，因此选择较大，实际选择应尽可能小，以提高测量精度。其原因主要是相同的。问题1,3和6是相关的。例如，涡流管道设计用于若干设备。由于有时不使用某些设备，实际的实际流量会减少。实际设计导致原始设计太大，这相当于可测量流量的增加。下限，当过程管道很小时，不保证指示。当流量很大时，可以使用它，因为有时候很难重建。过程条件的变化只是暂时的。可以组合参数的重新调整以提高指示精度。

2.安装问题。主要原因是传感器前面的直管长度不够，影响了测量精度。其原因主要与问题1有关。例如，传感器前方的直管段明显不足。由于FIC203不用于计量，它仅用于控制，因此可以使用当前精度等同于降级。

3.参数设定方方向的原因。由于参数错误，仪器显示错误。参数误差使得二次仪表满量程频率计算误差，其原因主要与问题1,3有关。满量程频率相似，表明长期不准确。实际满量程频率和大干度计算的满量程频率表示该范围波动且无法读取。数据参数的不一致性影响参数的最终确定，最后通过。重新校准与相互比较相结合以确定参数解决了这个问题。

4.辅助仪器有故障。此部分有许多故障，包括：当仪表板断开时，范围设置有单独的位显示不良，K系数设置有个别位显示不良，这使得无法确定范围设置和K系数设置。部分原因主要与问题1,2有关。问题通过修复相应的故障来解决。

5.四路线路连接问题。在某些电路的表面上，线路连接非常好。仔细检查，一些连接器实际上是松动的，电路中断。有些连接器是紧密连接的，但由于次级线路问题，紧固螺钉固定在电线护套上，这也使得电路中断，这部分原因主要与问题2有关。

6.二次仪器与后续仪器之间的连接问题。由于后续仪器的问题或由于后续仪器的维护，二次仪表的mA输出电路被中断。对于这种类型的二次仪表，这部分原因主要与问题有关.2。特别是对于后续的录像机，在录像机长时间无法修复的情况下，有必要注意缩短输出二级仪表。

7.由于二次仪表平轴电缆故障，电路始终没有指示。由于长期运行，加上灰尘的影响，平轴电缆出现故障，通过清洗或更换平轴线可以解决问题。

8.对于问题7，主要问题是二次仪表显示仪表头的固定螺钉松动，导致机头下沉，指针和机壳摩擦力大，运动不起作用。通过调节仪表头并重新固定，问题得以解决。

9.使用环境问题。特别是，安装在井中的传感器部件受到环境湿度的影响，这导致电路板受潮。该部分主要涉及问题2和2.通过相应的技术改进措施，重新设置湿度大的传感器部分以分离探头部分和转换部分，并使用分离式传感器。因此，工作环境良好，仪器的这一部分运行良好。

10.由于现场调整不佳，或由于实际调整后情况的变化。 由于现场振动和噪音平衡调节和灵敏度调节不好。 或者由于调整后运行一段时间后情况发生变化，造成指示问题，这部分原因主要与问题4和5有关。使用示波器，加上组合过程操作，并重新调整。

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