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涡街流量计的优缺势分析
2017/12/4 12:58:00
涡街流量计作为一种新型流量计,80年代中期以来发展较快,它在流量测量方面有着诸多的优点和长处,在现代流量测量中应用越来越广泛。在国内使用涡街流量计进行流量测量也愈来愈得到重视,目前我国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。涡街流量计是基于流体振动发展起来的,根据旋涡的不同,检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计的原理是在流量计管道中,设置一阻流件,当流体流经阻流件时,由于阻流件表面的阻流作用等原因,在其下游会产生两列不对称的旋涡,这些旋涡在阻流件的侧后方分开,形成所谓的卡门旋涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的,当旋涡列是稳定时,产生旋涡的频率f 与流量计管道中流体流速υ呈线性关系。优点:几乎可用于一切可形成旋涡列的场合,不仅可用于封闭的管道,还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比,涡街流量计没有可动的机械部件,维护工作量小,仪表常数稳定;与孔板式流量计相比,涡街流量计测量范围大,压力损失小,准确度高,安装与维护简单。缺点:(1)涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re >10000是涡街流量计工作的基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f 也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz )和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力式等仪表不能正常工作或不能准确测量。(2)振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜直接选用的(要加装整流器)。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。(3)介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压电应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10M Ω~100M Ω急降至1M Ω~10K Ω,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。