國(guó)產(chǎn)渦街流量計(jì)常見的故障問題與解決方案

  渦街流量計(jì)也稱之為旋渦流量計(jì)或卡門渦街流量計(jì) 。綜合吸收發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)和總結(jié)多年研究生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行精心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、生產(chǎn)模具化、確保產(chǎn)品質(zhì)量的美觀性。該產(chǎn)品具有電路新、功耗微低、量程比寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力損失小、堅(jiān)固耐用、用途廣、使用壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定、便于安裝調(diào)試等特點(diǎn)。

  在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(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

圖1 卡曼渦街

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(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。

K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2&TImes;104～7&TImes;106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為

圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線

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)下和工況下的絕對(duì)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)。

由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
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(jì)選型之后由于工藝條件變動(dòng)，使得選擇大了―個(gè)規(guī)格，實(shí)際選型應(yīng)選擇盡可能小的口徑，以提高測(cè)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(jì)上供幾個(gè)設(shè)備使用，由于工藝部分設(shè)備有時(shí)候不使用，造成目前實(shí)際使用流量減小，實(shí)際使用造成原設(shè)計(jì)選型口徑過大，相當(dāng)于提高了可測(cè)的流量下限，工藝管道小流量時(shí)指示無法保證，流量大時(shí)還可以使用，因?yàn)槿绻匦赂脑煊袝r(shí)候難度太大。工藝條件的變動(dòng)只是臨時(shí)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。主要是渦街流量計(jì)傳感器上游或者下游直管段長(zhǎng)度不夠（具體要求見下圖），影響測(cè)量精度，這方面的原因主要會(huì)導(dǎo)致故障a

3、參數(shù)整定方向的原因。由于參數(shù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致 儀表 指示有誤。參數(shù)錯(cuò)誤使得二次儀表滿度頻率計(jì)算錯(cuò)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(zhǎng)期不準(zhǔn)，實(shí)際滿度頻率大干計(jì)算的滿度頻率的使得指示大范圍波動(dòng)，無法讀數(shù)，而資料上參數(shù)的不一致性又影響了參數(shù)的最終確定，最終通過重新標(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(gè)別位顯示壞，K系數(shù)設(shè)定有個(gè)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(shí)際已松動(dòng)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(duì)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(duì)于后續(xù)的記錄儀，在記錄儀長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(dòng)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(duì)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(chǎng)調(diào)校不好，或者由于調(diào)校之后的實(shí)際情況的再變動(dòng)。由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)噪聲平衡調(diào)整以及靈敏度調(diào)整不好?；蛘哂捎谡{(diào)整之后運(yùn)行一段時(shí)間之后現(xiàn)場(chǎng)情況的再變動(dòng)，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。