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涡街流量计在工业行业应用
发布时间:2020-1-14 08:41:58

摘要:介绍涡街流量计的测量原理,探讨它的选型,安装以及使用中的故障处理,分析原因解决使用中的问题。随着我国的工业发展,也推动了智能仪表行业的快速发展。涡街流量计作为流量最常用的测量仪器被越来越广泛应用。涡街流量计凭借自身特殊的测量原理,被广泛应用于化工、石化、化纤、食品行业及一般工业应用。随着涡街流量计在市场普遍应用,一些使用问题也随之出现,亟需探索解决。本文涡街流量计为例,着重探讨它的选型,安装以及使用方面的一些常见问题,分析原因解决使用中的问题。
一、涡街流量计简介
  达芬奇(1452年-1519年)主要因画家而闻名于世,但他的贡献不仅仅在于艺术,作为PO山谷水道的工程师,他研究了诸如桥柱和不同类型的漩涡等众多障碍物周围的流量,设法对水的习性进行分析并对河流中的流量以及漩涡形成进行了研究,在1513年他第一次记录了漩涡的行为,同过记录并分类描述了各种流体流态,达芬奇发现了一种使用图形来描述诸如湍流等复杂自然想象的,并为后代记录了下来。
  在1912年西奥多-冯-卡门成为了计算出涡街的第一人,为今天的涡街测量技术奠定了基础,在1970年,第一台用于工业的涡街流量计上市,即测量传感器,当代涡街流量计是标准的测量设备,已广泛用于测定液体,气体和蒸汽的流量。
二、涡街流量计的基本测量原理
  涡街流量计基于卡门涡街的测量原理,在管道中装入一阻挡物,在其后产生卡门涡街,并对阻挡物两侧产生交变压力,其频率与介质的流速成正比。通过检测此频率值,经过电子转换器转换显示并输出标准电流信号。涡街流量计是温度、压力、流量一体化设计提供在线温压补偿。
三、涡街流量计的选型
  为了确保精确测量,必须进行计算选型。涡街流量计选型时需注意以下事项:
1、涡街流量计选型时必须提供测量介质的名称、产品密度及粘度,工况温度、工况压力(注意区分是绝对压力还是表压)、最大流量、正常流量。
2、视介质及要求的不同,还要提供最小流量、管线内径、流速限制条件、混合气体的百分比、工况和标况密度、希望的安装方式及管道标准等。
3、一般测量高温介质或者架空管道等建议选用分体型仪表。
4、仪表口径按用户所提供的参数通过选型软件进行计算决定,建议仪表工作在最大流量的1/2—2/3处。
四、涡街流量计的安装
  仪表的安装在使用中也是重要的环节,只有科学合理的安装,才能避免干扰,测量不稳定等外来因素,使仪表使用安全可靠。
1、流向一致,水平管道涡街发生体垂直安装,垂直管道要求底进上出方向。
2、管道口径要与仪表口径一致,否则要进行缩扩径处理。注意DIN(德国标准)和ANSI(美国标准)仪表内径与国标G的不同。
3、确保流量计两侧的管道内壁光滑,无堆焊。特别是法兰焊接。
4、一定要先焊好法兰后再安装仪表,不能装上仪表焊接。
5、良好的对中,垫片不能探入管道中。有必要拆下仪表观察垫片痕迹。
6、仪表前后直管段长度要求:进口至少20D,出口至少10D,进口有多个弯头、阀门等时要求直管段更长。
7、管道震动要求:管道不能有强烈的震动,否则加支撑或采用软管连接。
8、转换器环境要求:普通型转换器环境温度在-20度—60度之间;EX型要求环境温度在-20度—40度之间,测量高温介质请采用分体安装形式。
9、转换器密封要求:端盖旋紧(注意定期加润滑剂),电缆接口注意密封,电缆入口处要设滴水点。
10、电缆要求:信号线要求用屏蔽电缆;分体式仪表传感器和转换器之间的连线必须用厂家配的专用电缆,并注意按线号正确接线。  
11、接地:信号线屏蔽接地24VDC电源负接地,分体型和夹持型要用线引出接地,注意回路中只能有一点接地。分体型,10m信号线屏蔽接地。
五、涡街流量计常见问题以及处理方法
  涡街流量计是一种免维护仪表,可长期稳定可靠运行。实际应用中问题,多来于安装不合理,信号干扰等,常见故障现象及处理如下:
(一)现象:管道中无流量时,流量显示不为0。
解决方法:
1、检查接地是否良好。
2、检查增益是否太高。
3、检查管道震动是否严重,必要时在流量计附近垂直于管道和旋涡发生体轴线方向支撑管道。
(二)现象:管道中有流量,但显示为0。
解决方法:
1、首先确认流量值是否在下限以下或靠近下限附近。
2、检查流量传感器/温度传感器/压力传感器连接是否良好。
3、将增益提高观察。
4、观察温度、压力是否显示正常。按传感器检测方法检测流量/温度/压力传感器电路检查。
(三)现象:流量显示不稳定。
解决方法:
1、首先确认是否流量本身不稳定,适当调高时间常数。2、检查流量是否在下限附近。3、检查管道震动是否严重,必要时加支撑。
(四)现象:电流输出不正确。
解决方法:
1、首先确认二次表量程与最大流量一致,判断电流输出是否正常也以此为准。2、检测电流输出回路(进入工程师菜单)。3、检查电流回路负载电阻是否小于最大负载电阻值600欧姆。
(五)现象:流量显示随流量变化,但与实际流量不符。
解决方法:
1、检查仪表机号和位号是否对应正确,注意不同机号的仪表不能错装。
2、检查仪表常数仪表数值是否与铭牌一致。
3、在测量方式为质量流量和标准体积流量时,检查介质工况温度和压力是否与设计选型时相差太多,如果差别很大,须按实际的工况条件计算修改相应的参数(工况密度、标况密度、最大流量、最小流量等)。
4、检查前后直管段是否满足要求。
5、检查仪表安装是否对中。
6、检查管道内径是否与仪表内径一致。
7、检查密封垫片,不能探入管道内。
8、检查管道内壁是否光滑。
9、检查安装角度和方向是否正确,介质流向是否与箭头一致。
10、检查测量介质是否有双相流存在,如在湿蒸汽中加一个水分分离器去掉小水滴,在气体中用一个合适的过滤器去掉固体颗粒等。
11、检查流量是否在下限附近,流量低于下限不能准确稳定测量。
12、按照检查传感器,检测电容和绝缘电阻值是否在规定的范围内。
  结语:综上所述,涡街流量计仪表技术的应用,只要在合理计算选型,正确安装条件,它一定能在生产中发挥其卓越的性能,随着科技的发展,涡街流量计转换器及传感器工艺的不断完善,涡街流量计将会更广泛的应用,推动为我国工业化不断发展前进。

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