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技術(shù)文章

淺析渦街流量計(jì)的調(diào)試與維修

點(diǎn)擊次數(shù)：958 發(fā)布時(shí)間：2016-1-21

1  概述
   渦街流量計(jì)，具有儀表常數(shù)穩(wěn)定、容易在較惡劣的環(huán)境中保證精度、量程范圍大、壓力損失小、精度高、維護(hù)量小等點(diǎn)，在各生產(chǎn)裝置中使用較為普遍。另外它在測(cè)量體積流量時(shí)，幾乎不受流速、密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)活動(dòng)部件的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，也提高了儀表的使用壽命。下面筆者就日常工作中該類(lèi)型儀表運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題及處理問(wèn)題的方法給以敘述。
2  組成及功能
 渦街流量計(jì)儀表由以下6部分組成：
 變送器殼體；渦街發(fā)生體；信號(hào)檢測(cè)器；輸出放大器；脈沖整形器；輸入放大器。
 變送器殼體是流體管道的一部分，由于選擇了合適的通徑、渦街發(fā)生體的形狀和尺寸比例，流體在殼體內(nèi)流動(dòng)時(shí)可在較寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號(hào)。渦街發(fā)生體使流體流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生渦列。信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)渦列并轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。輸入放大器將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大，并濾除干擾信號(hào)。脈沖整形器將不規(guī)則的電脈沖轉(zhuǎn)換為幅度和寬度一定的方波信號(hào)。輸出放大器將方波信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流信號(hào)輸出。
3  工作原理
在流體中插入柱狀物體時(shí)，在柱狀物體的兩側(cè)將交替產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦列，稱(chēng)謂“卡門(mén)渦街現(xiàn)象”?？ㄩT(mén)渦街的頻率與流速成正比 。

式中：
F為旋渦頻率；
V為管道內(nèi)平均流速；
d為柱狀體迎流面寬度；
D為管道內(nèi)徑；
St為斯羅哈數(shù)。
在雷諾數(shù)104～106范圍內(nèi)，是一個(gè)無(wú)量綱常數(shù)。
當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，柱體受到與流向垂直的交變升力的作用，升力的變化頻率就是旋渦頻率，利用埋設(shè)于柱體內(nèi)的壓電元件檢測(cè)此升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送人放大器，由放大器進(jìn)行放大和整形，得到其頻率與流速成比例的方波信號(hào)。由上式可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量渦街頻率就可算出流速V，進(jìn)而求出體積流量， 。
4  流量計(jì)的調(diào)試
在管道內(nèi)沒(méi)有液體流動(dòng)時(shí)，由于管線(xiàn)振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲使接收器反常地計(jì)數(shù)，這時(shí)就應(yīng)該對(duì)儀表進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
4.1  放大器增益的調(diào)整
 一般情況下無(wú)需對(duì)放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，除非在更換了傳感器之后。通過(guò)放大器板A上的AMP電位計(jì)調(diào)節(jié)放大器增益，在示波器上監(jiān)視放大后的渦流波形，在z小流量時(shí)，渦流波形的峰值約為100mVP-P。
4.2  觸發(fā)電平的調(diào)整
觸發(fā)電平的增加（脈沖發(fā)生的靈敏度），會(huì)使流量的靈敏度減小。在管道內(nèi)沒(méi)有任何液體流動(dòng)時(shí)，因管線(xiàn)振動(dòng)，脈動(dòng)流動(dòng)出現(xiàn)噪聲而造成不正常脈沖發(fā)生可以通過(guò)增加觸發(fā)電平有效地進(jìn)行處理。
 通過(guò)放大器板上的TRG電位計(jì)可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，放大的渦流波形的峰值無(wú)論何時(shí)超過(guò)預(yù)先確定的觸發(fā)電平，都能轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖。因此，由于增加觸發(fā)電平，流量靈敏度就會(huì)減小。
當(dāng)觸發(fā)電平80mVP-P變到350mVP-P，其結(jié)果的靈敏度將是80/350＝1/4.4（靈敏度比率）倍。

當(dāng)改變靈敏度時(shí)，結(jié)果的z小流量（可測(cè)的低限流量）約為1/（靈敏度的開(kāi)平方乘以標(biāo)準(zhǔn)的z小流量）。
4.3  零點(diǎn)調(diào)整
正確的接線(xiàn)，通過(guò)低頻信號(hào)發(fā)生器給渦街流量計(jì)輸入幅度為零的信號(hào)，調(diào)整零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值應(yīng)為4mA。
4.4  滿(mǎn)量程的調(diào)整
如果不知道儀表的滿(mǎn)量程頻率，可通過(guò)z大流量，計(jì)算出滿(mǎn)量程頻率乙來(lái)調(diào)校儀表，其關(guān)系式為：fmax＝Kmax正確的接線(xiàn)，用信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)至電荷放大器，加大輸入信號(hào)幅值，轉(zhuǎn)換輸出方波，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，直到頻率計(jì)上顯示的值是按上式計(jì)算出的滿(mǎn)量程頻率為止。此時(shí)，固定頻率不變，并調(diào)整量程電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的示值為20mA時(shí)為止。
5  故障現(xiàn)象及處理方法
（1）故障現(xiàn)象：通電后五指示、無(wú)輸出信號(hào)。
故障原因：
 1、流量積算儀沒(méi)有24VDC輸出；
 2、接線(xiàn)有錯(cuò)誤或斷線(xiàn)；
 3、傳感器內(nèi)斷線(xiàn)或放大器損壞；
 4、管道內(nèi)無(wú)流量或流量太小。
處理措施：
 1、檢查積算儀輸出是否正常；
 2、重新接線(xiàn)；
 3、維修或更換；
 4、縮小儀表安裝處的管道內(nèi)徑。
（2）故障現(xiàn)象：沒(méi)有流量時(shí)有信號(hào)輸出。
故障原因：
    1）儀表引線(xiàn)屏蔽或接地不良引人50Hz干擾；
    2）周?chē)袕?qiáng)電設(shè)備或動(dòng)力線(xiàn)；
    3）管道有強(qiáng)烈振動(dòng)。
處理措施：
    1）加強(qiáng)屏蔽或接地，消除50Hz干擾；
    2）使儀表或信號(hào)線(xiàn)遠(yuǎn)離干擾源；
    3）采取減振、加強(qiáng)濾波或降低靈敏度。
（3）故障現(xiàn)象：流量指示值波動(dòng)大。
故障原因：
    1）管道振動(dòng)影響；
    2）靈敏度調(diào)得過(guò)高；
    3）傳感器發(fā)生體上有附著物；
    4）壓電晶片損壞；
    5）工藝過(guò)程波動(dòng)大。
處理措施：
    1）加強(qiáng)濾波或減振；
 （ 2）降低靈敏度；
（3）清潔傳感器發(fā)生體；
（4）更換；
（5）將儀表安裝在流量波動(dòng)小的工藝管道上。

（4）故障現(xiàn)象：指示誤差大。
故障原因：
 1）上游直管段長(zhǎng)度不夠；

 2）儀表常數(shù)設(shè)定有誤；

3）電源電壓和負(fù)載電阻不符合要求；

4）發(fā)生體粘污嚴(yán)重；
5）放大器參數(shù)有變化；
6）有氣穴現(xiàn)象。
采取措施：
1）改變安裝地點(diǎn)，加整流器或降低使用精度，上游直管段大于5D；
2）重新設(shè)定參數(shù)；
3）按儀表要求提供電源電壓；
4）清洗發(fā)生體；
5）重新調(diào)整；
6）改變安裝地點(diǎn)，增加人口壓力。
6  在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

（1）儀表維修人員日常巡檢過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格關(guān)注渦街流量計(jì)顯示板的左上角低電池指示燈是否閃光，如有閃光現(xiàn)象應(yīng)盡快更換內(nèi)部電池。

（2）應(yīng)避免工藝管道振動(dòng)，儀表受到強(qiáng)烈沖擊，會(huì)造成干擾大于流量信號(hào)現(xiàn)象，使儀表顯示錯(cuò)誤的流量。
（3）在儀表投用的初始階段，要使液體流量緩慢增加，突然增加流量會(huì)損壞儀表的渦街發(fā)生體。
（4）為了消除雜散電流的干擾，現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn)要離開(kāi)高壓線(xiàn)，電源線(xiàn)和電力設(shè)備要有足夠的距離。

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