涡街流量计可以测量哪些气体

关键词：涡街流量计

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涡街流量计可以测量的气体？
涡街流量计可以测量液体吗？涡街流量计可以测量气体吗？涡街流量计测量蒸汽性能怎么样？涡街流量计至少保证流量计前15倍管径，流量计后5倍管径。如流量计前有弯头，缩进，扩大等干扰源，则需保证流量计前30–40倍的管径，流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀，压力或温度传感器的上游。
涡街流量计主要用于哪些介质流量测量：如气体、液体、蒸气等多种介质。利用在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。常见问题主要有指示长期不准;始终无指示;指示大范围波动，无法读数;指示不回零;小流量时无指示;大流量时指示还可以，小流量时指示不准;流量变化时指示变化跟不上;仪表K系数无法确定，多处资料均不一致。总结引起这些问题的主要原因，主要涉及到以下方面选型方面的问题。
涡街流量计技术指标的提高是行业发展的追求，如测量范围，电阻从超导到1014Ω，温度从接近零度到1010℃。如测量准确度，时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。追求高稳定性和高可靠性随着仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大，可靠术在航天航空、电力、冶金、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的涡街流量计也要求高稳定性和高可靠性。因为新材料的出现和各种加工技术的发展，现代的可靠性按平均无故障时间与10年前相比提高了3倍。微型便携化涡街流量计的应用场合已经走出实验室，无论是现场校准还是环境保护的现实需求都需要便携式涡街流量计。

涡街流量计热敏检测元件灵敏度高，适用于较低温度(lt;200℃)和较低密度的气体测景，但因热敏电阻用玻璃封装，较脆弱，敞易受流体中的污物、有害物质及颗粒物的影响，所以被测介质还应足清洁的液体或气体。压电元件耐脏，因而应用较广，但测低密度、低流速气体，环境振动较大的场合就不宜选用。介质温度范围为-32～110℃。在常温下，压电陶瓷是绝缘的，阻抗为l0～l00MΩ，但如果工作在300℃状态下，阻抗会降至1MΩ，甚至几十千欧，输出信号变小，导致测量系统低频特性恶化，所以不能用于温度高的介质。超声波涡街流量计的抗振性较强，但介质温度也不能高于200℃，如果超出此范围，则超声波探头会损坏。超声波旋涡流量计也不能用于被测介质有明显脉动的场合，如往复压缩机出口的流体，因为它对小流量有很高的敏感度。

1涡街流量计的工作原理
涡街流量计是常用的流体计量仪表。广泛应用于能源计量。其工作原理是垂直插入密封管路一个非流线型物体，当流体以大于一定速度流过时，流体在物体后将产生有规则的振荡运动，形成两列非对称的漩涡列。两列漩涡方向相反，轮流从主体上分离出来。当两列漩涡间距离（h）与同列漩涡间距离（L）之比等于0.281时，形成稳定漩涡。此时，旋涡频率、流速、漩涡发生体相关参数之间存在函数关系：
St＝d/υ1/T； T=1/f。上述二式导出：
f=St×υ1/d。
式中：T—单列涡街振荡周期，s；
f—单列旋涡频率，Hz；
υ1—漩涡发生体两侧流体速度，m/s；
d—漩涡发生体迎流向宽度，m。
St的物理意义为流体以特征流速υ　1流过特征尺寸为d的漩涡发生体所用时间d／υ1与单列涡街振荡周期T的比值。
则：流体流经固定面积的流量Qv（m3/h）为：
Qv＝N/K。
式中：N—漩涡固定时间累计频率数，Hz；
K—与管路横截面积有关的仪表常数，1/m3。
通过二次仪表以一定输出方式显示。
2 涡街流量计的常见故障及排除方法
由上述工作原理和笔者多年从事涡街流量计检定工作经验，总结其常见故障及排除方法如下：
2.1 通电后二次仪表无显示
原因分析为电源接线有误或电源断路；接线电压大于220V，电炉烧坏；供电电压与仪表要求供电电压不相符；传感器故障或放大板故障；故道内流量太小或管道内无流量。解决方法为检查线路，正确接线；如果烧坏查找损坏部件，更换原厂配件；按要求提供供电电源；更换二次仪表故障部件；调整管道流量。
2.2 无流量时有信号输出
原因分析为仪表引线或接地不良引入干扰信号；仪表周围有强电设备或动力线干扰；管道强烈震动。解决方法为加强引线，保证线路良好接地；让仪表远离干扰源；跳高触发电平或减震。
2.3 示值误差偏离过大、重复性过大
原因分析为一次元件的漩涡发生体损坏；上、下游直管段长度不够；仪表常数K只设置不正确；探头玷污严重；管道内流体扰动过大。解决方法为更换漩涡发生体；改变安装地点；重新计量检定取得正确仪表常数K；清洗探头；调换安装地，增加入口压力。
2.4 流量不准确，与工艺参数差别较大
原因分析为工艺参数录入有误；仪表量程不满足实际流量要求。解决方法为：正确录入仪表参数；调整工艺或选择适合实际流量范围的仪表。
2.5 远传信号输出不正常
原因分析为如果是频率或脉冲信号输出，接受电路与输出电路兼容；如果是（4～20）mA电流输出，流量设定范围与输出电流不一一对应。解决方法为外接电器元件（如串联一定阻值的电阻等），使输出和输入电路良好兼容；参数设定时流量上下限数值与4mA和20mA一一对应。

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涡街流量计在测量饱和蒸汽(以饱和蒸汽为例)质量流量时，因压力波动、干度变化、振动、差压过大等因素会影响正确计量。

在保证涡街流量计测量精确度诸多的方法中，在线实流校准占有重要地位。以前大多采用离线方法校准流量计，使用该方法检定的流量计经误差修正后虽然精确度较高，但因其检定时管路的参比条件与实际使用时不同，检定时流体性质与实际使用的流体有差异，检定时的环境条件与仪表使用场所的实际环境不相同，从而造成附加的使用误差，降低了测量精确度。在线实流校准法是解决这一问题的有效方法.

存在的问题分析：

工业现场常用质量流量Qm＝Qvρ式中，ρ为流体的密度(kg/m3)；Qm为质量流量(kg/h)；Qv为体积流量(m3/h)。由上式可知，质量流量与密度有关，也就受压力、温度、流体种类、干度、流速等因素的影响，这几种因素直接影响流量值的正确测量。

要保证涡街流量计测量的精度，必须注意和处理好下面几个因素。

一、干度变化

涡街流量计在测量饱和蒸汽时，要求饱和蒸汽干度不低于85%。但现场实际情况是饱和蒸汽干度在锅炉内就小于100%，而经管道传送一段距离后，会出现干度低于85%现象，它使测量值下降。

解策：当饱和蒸汽干度变化较大且低于85%时，应在流量计出口侧7D-8D处安装一湿度变送器，并根据可测数据按下式进行修正。

v=xvg+(1-x)vf

式中，v为湿蒸汽比容；x为干度；vg为饱和蒸汽的比容；vf为水的比容；(1-x)为湿度。

将处理后的湿蒸汽比容参与质量流量的计算可得到准确的数据。现在市场上的智能流量积算仪，一般只能实现压力补偿无干度补偿，一旦遇到干度低于85%的蒸汽(饱和)时则不能正确反映质量流量值。采用既能对压力补偿又能对干度补偿的智能流量显示仪。

二、压力变化大

在工业现场压力经常发生波动，压力波动则影响饱和蒸汽密度。在压力低于或高于标定值时，会使质量流量值偏高或偏低。

解策：由于饱和蒸汽对压力、温度、密度之间有一定的对应关系，因此，只需根据压力变化情况对所测流量密度进行修正(如查表分段补偿法等)，得到较为正确的测量值。

三、管道及流量计振动

管道及流量计加固不好，振动过大，会使测量值偏高。

解策：对于管道及流量计产生振动，应立即采取加固措施，严格按要求施工。若不得已要安装在振动较强的管道上，必须采取减振措施，在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防振垫。特别注意：在空压机出口处振动较强，不能安装传感器，应安装在储气罐之后。

四、流量计出口侧通向大气

在涡街流量计出口侧通向大气，会出现前后压差过大现象，这会导致流速达到上限，因此不能正确反映流量变化。

解策：涡街流量计出口侧直接通向大气，容易产生流速达到上限值，这是由于前后压差过大造成的。此时，涡街流量计因输出模拟信号(4~20mA)或脉冲信号超限，因此，系统不能正确反映测量值。为此，应严格限制饱和蒸汽流速使之低于上限，或在上游侧前面加整流器。有时，条件允许可采用提高背压的方法。

五、流量计前后直管段安装不符合要求

涡街流量计对安装在其前后直管段有一定要求，如不符合要求，便会影响卡门涡街的正确形成，从而影响饱和蒸汽的测量值。

解决的对策：对于直管段的安装一定要严格按要求办，涡街流量计要求在管道上游安装一个弯头，应在涡街流量计的上游侧配置长度为大于等于20D(D为流量计公称通径)的直管段，下游侧配置长度为大于等于5D的直管段。这样才能保证涡街的正确产生。此外，对流量计应定期检查校验，并确保直流电压源不低于21V，在24V。

正确地选择涡街流量计的规格，也是保证涡街流量计的使用寿命和准确度的重要一环。应特别注意静压及耐温的选择。涡街流量计的静压即耐压程度，它应稍大于被测介质的工作压力，一般取1．25倍，以保证不发生泄漏或意外。量程范围的选择，主要涡街流量计刻度上限的选择。选小了，易过载，损坏仪表；选大了，有碍于测量的准确性。一般选为实际运行中流量值的1．2一1．3倍。

为保证涡街流量计使用寿命及准确性，选型时还要注意仪表的防振要求。在湿热地区要选择湿热式仪表。

安装在生产管道上长期运行的接触式仪表，还应考虑流量测量元件所造成的能量损失。一般情况下，在同一生产管道中不应选用多个压损较大的测量元件，如节流元件等。

总之，没有一种测量方式或流量计对各种流体及流动情况都能适应的．不同的测量方式和结构，要求不同的测量操作、使用方法和使用条件。每种型式都有它特有的优缺点。因此，应在对各种测量方式和仪表特性作全面比较的基础上选择适于生产要求的，既安全可靠又经济耐用的型式。在使用中应特别重视干度、压力波动、流量计出口侧通大气这些问题。而管道振动、直管段等在一般说明书均有较为详细介绍和规定。建议在选用涡街流量计测量流量时，采用有压力、温度、流体种类、干度及流速补偿的涡街流量计，以达到计量准确。