產品搜索
銷售服務熱線:400-9280-163 1560-1403-222
  • 產品展示
  • 主導產品
  • 全國銷售熱線:400-9280-163
    電話:86 0517-86917118
    傳真:86 0517-86899586
    銷售經理:1560-1403-222 「丁經理」
    139-1518-1149 「袁經理」
    業務QQ:2942808253 / 762657048
    網址:https://www.sclxfm.com

    公司資質 合作案例
    產品說明書下載專區
    山猫直播說明書選型
    液位變送器說明書選型
    浮球式液位計說明書選型
    投入式液位計說明書選型
    雷達液位計說明書選型
    射頻導納液位計說明書選型
    重錘式料位計說明書選型
    電容式液位計說明書選型
    浮標液位計說明書選型
    浮球液位開關說明書選型
    電磁流量計說明書選型
    超聲波流量計說明書選型
    渦輪流量計說明書選型
    渦街流量計說明書選型
    金屬管流量計說明書選型
    V錐流量計說明書選型
    孔板流量計說明書選型
    楔形流量計說明書選型

    渦街流量計在工程應用中要應對一系列問題及相關解決办法

    發表時間:2019-02-26   點擊次數:915 技術支柱:1560-1403-222
    渦街流量計是一種在流量測量領域較常見的儀表,相比較于其他流量計,它有著無可比擬的優點,其產品優點主要表現為以下幾個方面:1)渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。2)渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1:10。3)渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。4)它造成的壓力損失小。5)準確度較高,重復性為0.5%,且維護量小。但渦街流量計在工業應用中并不十分普遍,顯然,并不是由于它的技術水平還沒有達到令人滿意的程度,而是由于用戶在選擇和應用渦街流量計時缺乏應有的應用經驗,在設計、選型、安裝時考慮問題過于簡單化了,正是基于以上理由,本文著重討論渦街流量計工業應用中應注意的問題及對策,為正確使用渦街流量計提供了科學依據。



    1  渦街流量計抗管道振動和流體振動問題
    振動問題是衡量一臺渦街流量計工業應用好壞的一個重要指標。目前,良多工業用戶之所以對渦街流量計的應用遗失信心,在很大水平上是因为振動身分影響。工業中的振動是普遍存在的,此刻的渦街流量計有的抗振動本领,對于一般的工業振動大部分能袪除。一般的工業振動頻率大都在幾赫到幾千赫,渦街流量計的漩渦頻率适值落在這個范圍之內,
    本文以電容式、壓電式、超聲波式渦街流量計為例來說明其抗振性問題。

    1.1電容式渦街流量計抗振動問題
    電容式渦街流量計以E + H公司生產的Prowirl70為代表,它选拔差動開關電容「DSC」傳感器,用來檢測漩渦壓力脈沖,差動電容結構如圖一所示:
    抗管道振動和流體振動本领:當振動方向在縱向「順流向」或與漩渦發生體軸線相平行的目标振動時,由振動所產生的慣性力同時功用在振動體及電極上,使振動體在同方向產生撓曲變形,由于設計時保證了振動體與電極幾何結構與尺寸相匹配,使它們的變形量,差動信號輸出為0,從而使這兩個宗旨上的振動所產生的影響基本排除了。
    但是,抗橫向「與漩渦升力宗旨一概」振動本领仍然很弱,因為在某一時刻,往復振動只在一個宗旨上對振動套筒發生應力,假使振動明顯,在輸出信號上迭加振動分量,使輸出信號偏離值。電容式渦街流量計在頻率范圍為1~500Hz的縱向以及與發生體軸線相平行的宗旨的任何振動以及高達1g振動加速度沖擊基本能夠袪除,因而本流量計具有二維方向的抗振動補償功能。

    1.2壓電應力式渦街流量計抗振動問題
    壓電應力式渦街流量計以YOKOGAWA的YF100E、Rosemount的8800A、F+P的VT/VR型為代表。
    1.2.1 YOKOGAWA的YF100E的抗振動設計
    YOKOGAWA的YF100E选择兩片圓形壓電元件,它們上、下封裝在漩渦發生體內部「不與流體直接接觸」,以此來感到漩渦升力和振動應力。每片壓電元件沿中性面割据成兩個對稱的半圓,處于中性面的兩邊,且極化宗旨相反。兩片壓電元件采用并聯方式,每片壓電元件的兩半片組成一個電極,兩電極從上下兩片極性相反的電荷而引出。三個分别宗旨的振動力產生的電荷信號極性如圖二所示:
    a振動宗旨與漩渦升力对象。此目标上的振動噪聲不能合座袪除。
    b振動目标與流體目标。此目标上的振動不能產生噪聲信號。
    c振動方向與發生體軸向平行。此宗旨上的振動不能產生噪聲信號。
    由此可見,YF100E能抗二維振動「流動目标上及與發生體軸向平行的对象上」,但抗橫向振動「升力对象」才干較弱。

    1.2.2 F+P的VT/VR抗振動設計
    F+P渦街流量計选择對稱差動傳感器設計排除振動影響,即用四只壓電敏感元件構成渦街傳感器,以安裝法蘭為主旨,兩對反并聯壓電元件封裝在上、下對稱部位,每對壓電元件以中性面為主题,分置中性面兩側,如圖3,當振動功效在X宗旨或Z方向時,四只壓電元件產生電荷抵消,如圖4,起到了X目标及Z目标的振動補償功能。當漩渦升力交替功用在Y对象上時,只有中性面下兩片壓電晶體產生差動電荷信號,如圖5,由于兩片壓電片為并聯方式,因此輸出信號加倍。
    當振動信號功用在Y宗旨時,顯然振動信號加到漩渦升力上,此目标的振動仍不能征服。
    由此可見,此傳感器結構具有抗X宗旨, Z方向二維振動才干,對Y方向的振動干擾本领很弱。Rosemount 8800A智能渦街流量計采用質量均衡結構從機械上消除管道振動「或流體振動」影響,與YF100E相似,它只能征服流動方向及與漩渦發生體相平行对象的振動,而對升力方向上的振動仍然無法徹底战胜。
    總之,壓電式渦街流量計具有二維对象「順流向和漩渦發生體相平行方向」抗振動本领,無論怎样,它抗升力宗旨上的振動是很弱的。

    1.3超聲波渦街流量計—的抗三維振動渦街流量計
    超聲波渦街流量計而今老练產品的廠家有日本OVAL公司「氣體」,東機工公司「液體」,橫河電機的UYF 「液體」。
    利用超聲波作為檢測元件的渦街流量計是將超聲波發射源和超聲波接收器按地方安裝在殼體外,如圖6。當漩渦通過超聲波線束時,接收器接收到的超聲波線束速率發生變化,檢測速度變化的頻率作為漩渦的頻率信號,通過電子線路處理輸出能夠遠傳的信號。由于避開了檢測漩渦升力的办法,故它于壓電應力式、電容式渦街檢測想法,即使配管振動和流體振動在各部位產生應力,不會產生敏感的噪聲信號,故獲得本質上的高抗振性,而其測量精度、結構尺寸等指標與别的渦街流量計相似,本流量計具有良好的抗三維振動本领,抗振動加速度達3g以上。

    綜上所述,電容式、壓電應力式、超聲波式渦街流量計有較好的抗振動才干,是当前市場上的品種。電容式和壓電應力式只能抗二維振動,而超聲波具有抗三維振動才干。于是,在一般場合,小于1g振動加速度,振動頻率小于500HZ、振幅<2.1mm「用手摸有強烈的振感,有握不住的感覺」,三種流量計能滿足要求,但在振動強烈的場合,或有升力对象振動的場合,選用超聲波渦街流量計則是合適的。

    指出,由于振動加速度是振幅和振動頻率的函數,管道振幅小,振動加速度小;振動頻率小,加速度小,反之亦然。管道支撐只能減小振幅,但不能減少振動頻率。因此,在選擇流量計安裝位置時,振動頻率是一個不成忽視的因素。好在一般工業頻率低「從幾赫到幾千赫」,只要振幅不是太大,以上幾種型式的渦街流量計均不妨滿足要求。同一種尺寸的渦街流量計,用在液體上的抗振動才干比用在氣體上強,這是由于氣體密度小,所產生漩渦升力較小的緣故。,用在大流量上比用在小流量計抗振性強,因為大流量產生的漩渦比小流量強烈。于是,根據介質密度和流量選擇渦街流量計時要加以注意。

    注意抗二維振動的渦街流量計的安裝,倘使程度安裝的渦街流量計其振動干擾宗旨是與漩渦發生體相平行的宗旨,「此目标的振動是可以袪除的」,但是,渦街流量計轉過90度,與漩渦發生體相平行的目标上的振動對渦街流量計來說變為升力对象的振動了,會產生明顯的振動干擾信號,這是不允許的。良多渦街流量計廠家說明書聲稱其流量計能够任意角度安裝,此種說法不妥。除非系統沒有任何振動或振動干擾很弱,在這種情況下是可以任意角度安裝的,否則,應避免振動宗旨與漩渦升力目标的安裝。



    2 渦街流量計的選用問題
    渦街流量計的選用要結合工藝介質的特點、流量計的性能、經濟性、安裝及環境五個方面來考慮。一般**技術人員在選用渦街流量計時大都考慮了這五個方面的因素,在此不再贅述。需要特別指出的是,對于電容式、壓電應力式和超聲波式渦街流量計在選擇時還要注意以下問題:

    2.1對于介質中含有粉塵和固體顆粒或懸浮物的流體不易選擇電容式渦街流量計。因為在漩渦發生體兩側有兩個導壓小孔,便利堵塞。例如,本體法生產聚丙烯,其循環丙烯中含有聚丙烯粉末,選用電容式渦街流量計則引起了導壓孔堵塞,使信號輸出為0。凡是帶有導壓小孔的其它渦街流量計具有相似的情況,如Eestech公司生產的熱「磁」敏式渦街流量計。

    2.2渦街流量計的選擇不僅要考慮被測介質的溫度,還要考慮檢修吹掃管線時吹掃介質的溫度,這一點时时便利忽視。渦街流量計的被測介質溫度可能是常溫,但是在檢修時需要用蒸汽吹掃管線,蒸汽的溫度在150℃以上,要是選型時考慮到介質的溫度而選擇適用溫度范圍低的渦街流量計,在檢修吹掃管線時,有能够損壞敏感元件。

    2.3超聲波渦街流量計雖然抗振性強,但適用溫度范圍不如電容式和壓電應力式寬,一般不超過200℃,倘若被測溫度超越此范圍,則可能損壞超聲波探頭。另一方面,超聲波流量計不易用在含有過多氣泡的液體或含有雜質的液體測量中。因為含有過多氣泡的液體,超聲波不易穿過,可以酿成測量上的困難不可以測量。液體中含有異物會對超聲波起到慢反射或吸收效用,影響測量的準確性。

    2.4在使用狀態下,假设被測介質有明顯的脈動,如羅茨風機、壓縮機出口流量,則不易選擇超聲波渦街流量計。因為超聲波渦街流量計對小流量敏感度高,在這種場合利用,會使輸出信號不穩定而失真。

    2.5在液體中混有大量氣泡的場合,不易選用各種渦街流量計。

    3 渦街流量計的安裝問題
    渦街流量計的安裝要考慮流量計的定位、液體流向、上游及下游直管段長度、配管直徑、環境影響「溫度、電磁幅射、腐蝕等」、振動情況、閥門的安裝、管道支撐等身分。一般要求流量計口徑和配管直徑划一且同心,上游直管段長度取決于上游阻力件「縮管、擴管、彎頭、閥門」地势,一般上游直管段要保證20D,下游為5D。當上游阻力件為閘閥或截止閥時,必須保證上游直管的長度不少于40D。流量計的安裝地點要避開高溫、腐蝕、電磁幅射、振源,當振動強烈時應考慮加支撐以減少振幅的影響。在把渦街流量計用于控制回路測量時,推薦把流量計裝在調節閥的下游測。
    為了避免振動或不可預知的原由,在流量計上游側安裝節流圈、膨脹段或儲罐,以部分吸收流體的振動和沖擊,這在控制回路中重要。其余,當預知某一方向振動后,應避免將流量計安裝在漩渦升力目标與振動宗旨划一的地方,這點引起注意!

    超聲波渦街流量計處于程度管道安裝時,應使超聲波探頭處在水平管道兩側的中間位置「即漩渦發生體處于上下垂直场所」。這樣做的理由在于,氣泡易于集聚在管道的上方,大的異物沿管道底部流動,它們妨礙超聲波穿過。這種安裝方式,灵验避免了以上現象的出現,給測量帶來好處。



    4 適用介質問題
    一般渦街流量計不妨測量氣體、液體和蒸汽介質流量,但因为各種介質特征千差萬別,傳感器結構形势各異,其適應性也不同。壓電應力式和電容式渦街流量計應用范圍較廣,但在測量低密度「如H2」和低流速氣體時,由于受到漩渦能量的限制,發生漩渦不強烈,信號低;電容式渦街流量計由于存在兩個導壓小孔,不易測量臟物介質流;超聲波渦街流量計雖然能測量低流速介質流量「>0.2m/s」,但對脈動流敏感;熱敏式渦街流量計靈敏度高,適宜于低溫「<120℃」低密度氣體測量,但因熱敏電阻用玻璃封裝、機械強度低。其它,當檢測元件被流體污垢,檢測靈敏度降低,甚至無信號輸出,于是要針對分歧介質的特點,選擇合適的流量計。



     5 高溫介質測量問題
    明顯,超聲波渦街流量計由超聲探頭不能耐高溫,以是,它不能用于高溫介質測量,它此刻的測溫上限達200℃「YOKOGAWA UYF」。壓電式渦街流量計的測溫上限一般不超過300℃,但超過300℃,壓電元件長期處在高溫下,其傳感器的絕緣阻抗着落,輸出信號變小,低頻特性惡化,抗干擾能力大為降低。這是由于壓電晶體多為鋯鈦酚鉛系列壓電陶瓷「PZT」,它的居里點「失去壓電效應的溫度」較低,只有300℃。另外壓電陶瓷除具有壓電职能外,還具有熱釋電性「即溫度變化引起電荷變化」,在高溫下,熱輸出是一個出格討厭的噪聲源。來說,電容式渦街流量計具有較好的高溫測量本领,它的測溫上限達400℃。電容檢測元件有很好的耐高溫职能。
    其余,無論哪一種渦街流量計,當其用于高溫測量時,因为溫度變化使流量計的流通截面積發生變化,是以,必須對流量系數做修正



    6 介質溫度、壓力變化場合應用問題
    因为渦街流量計測量的是流過管道流體的體積流量,當流體溫度、壓力變化頻繁時,引起密度發生變化,是以,對測量結果進行校正。這要借助于智能儀表或計算機,內藏溫度或壓力補償公式,壓力測量點和溫度測量點選在流量計下游2D~7D的场所。



     7 管道內徑D與流量計口徑d的成亲問題
    保證管道內徑與流量計口徑是制造廠家對用戶使用渦街流量計的基本要求。但實際應用证明,由于國內制造廠家流量計口徑標準不一,如DIN 「德國標準」、JIS 「日本標準」、ANSI 「美國標準」,這些標準的管道內徑與我國GB標準管道內徑在同一公稱通徑下存在差異。其余,公稱通徑不异時,由于壓力等級要求不一樣,管子的壁厚也不一樣。如英制管SCH40、SCH80兩種管號在同一公稱通徑下其內徑不同。用戶在選擇和安裝渦街流量計時忽視管徑成婚問題,以是,容易引起附加誤差。
    總之,應盡量選擇合適的管道內徑使之與流量計口徑,這樣可以避免因管徑異變帶來的誤差。




    8 渦街流量計代替孔板差壓流量計問題。
    孔板流量計在此刻流量測量家族中据有重要地位,它是工業生產中利用廣泛的一種流量計。渦街流量計是后起之秀,由于它有許多無可比擬的優點,它的出現對孔板流量計產生了強有力的沖擊,但兩種流量計各有特點,文獻[4]對這兩種流量計的性能做了詳細評價,在許多場合用渦街流量計代替孔板流量計是適用的,但是在极少場合,渦街流量計無法取代孔板流量計。在一些特殊場合运用孔板比渦街流量計要好。在其他大部分場合,整体可用渦街流量計來代替孔板流量計測量流量。



     9 渦街流量計日前需要解決的問題
    渦街流量計在工程應用中所泄漏的某些問題,迫使各廠家發展實用和完美的渦街流量計,這要依賴于新技術、新工藝、新资料的發展。

    1选拔全數字化現場總線「fieldbus」技術。此刻的渦街流量計所选拔的HART通訊協議是一種過渡產品,不代表現場儀表的發展对象。HART協議是一種4~20mA模擬信號與數字通訊信號兼容的標準,它采用頻移鍵控「FSK」技術,在4~20mA的模擬信號上疊加幅度為0.5mA的正弦調制波,以頻率為1200HZ和2200HZ的正弦電流信號代表1和0,通訊信號用于傳遞輔助信息和診斷信息。因为所疊加的正弦波信號平均值為0,于是數字通訊信號不會干擾4~20mA模擬信號。拔取現場總線技術后,傳遞信號全部實現了全數字化,省去了A/D 「或D/A」轉換環節,避免了模數轉換誤差,精度進一步提高。另一方面,因为內藏CPU,可實現多種控制算法,從而可實現就的調節,省略了調節器以及多量電纜。是以,帶有現場總線技術的渦街流量計,前景难以估量。

    2选取數字動態濾波器,隨時跟蹤渦街信號頻率,既使在十分惡劣的應用環境中能供应高分辨率的信號,明顯優于傳統的低通和高通濾波器。

    3采用的傳感器結構,袪除任何宗旨的抗振動干擾,實現抗三維目标的振動流量計。

    4敏感元件全部不與流體接觸,可在出現故障時更換,方便拆卸。

    5省去外供電,內藏高能電池,在任何提供電源的位置能方便使用。

    6實現的廣義通用性,渦街流量計的電路板及敏感元件全体通用,節省備件數量,并且一臺渦街流量計既能測量差别溫度下的液體流量,能測量氣體和蒸汽流量。

    7無空洞設計,避免臟物介質的堵塞,敏感元件部署在管外,全焊接結構表體,從而排除任何儀表走漏。

    8實現質量流量測量,發生體內藏溫度元件和壓力元件,可對流體溫度和壓力的變化而引起密度的變化實現自動校正。

    9無需標定,一個出廠的K系數可保持長期穩定。

    10溫度范圍進一步拓寬,允許測量多的過程介質。

    渦街流量計现在的技術水平發展可在控制回路中較好的應用。但是,由于所處環境、工藝介質及管路系統等復雜性,應用好渦街流量計,還须要廣大用戶在實踐中不斷搜求。不妨相信,隨著制造工藝、新材料和微處理技術的發展,新一代的渦街流量計展示出優異的职能。為多的用戶所接受,未來的流量測量領域,渦街流量計占有重要的一環。


    上一條:正確理解渦街流量計安裝要求及需要了解的相關注意事項
    下一條:浮標液位計的安裝與使用要求及注意事項
    返回頂部
    <dfn date-time="eyu"><center dropzone="ycv"></center></dfn><kbd id="xur"></kbd>