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涡街流量计与旋进流量计的比较研究
发布时间:2020-7-29 08:20:54

摘要:本文着重介绍涡街流量计和旋进流量计的工作原理,各自优缺点和适用范围,以及安装调试方面的内容。解决许多人在涡街流量计和旋进流量计方面的模糊印象与困惑,让大家对两者有足够清晰的认识。
1引言
  流量计是测量流体流量的仪器,在石油、化工、电力、冶金、采矿、食品、轻工等很多工业生产过程中,都有对流体流速的测量,在应用最广泛的工业领域,流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类之一,在工业生产中至关重要。人们对流量计量测试技术的要求越来越高促使流量技术也在迅速发展着,各种适合于不同环境的流量计也应运而生。现在使用较为广泛的流量计有:差压式孔板流量计转子流量计,涡街流量计,容积式流量计,电磁流量计,质量流量计,超声波流量计等等。我们今天主要介绍涡街与旋进流量计,虽然旋进流量计和涡街流量计都是基于流体力学而设计的流量计,但他们结构与原理是有区别的适应范围也是不同的。
2涡街流量计的工作原理
  涡街流量计是--种速度式流量仪表,它是以质量守恒为基础,利用流体自然震荡的原理制成的--种漩涡分离的流量计,它又称为漩涡流量计和卡门漩涡流量计。在流体中设置漩涡发生体即阻流体,从漩涡发生体两侧交替的产生有规则的漩涡,这种漩涡称为卡曼涡街,涡列的个数或者说频率和流速成正比。因而通过测量涡街频率就可知道流体的流速,从而计算出流体的流量。
  涡街流量计的漩涡发生体有很多种,大量使用的有圆柱,三角形,矩形等。圆柱形压力损失小但漩涡强度低,矩形漩涡强度大,但压力损失也大;三角形压力损失--般,但漩涡强度大,所以三角形发生体在实际中有着广泛地应用。涡街流量计检测方法有利用伴随漩涡分离的物理效应,可以采用热敏、力敏元件或通过光、声调制方法等来检测漩涡分离频率。至今用于检测分离频率的方法和采用的元件是多种多样的,归纳起来有以下几种方法:
(1)热敏元件检测方法,漩涡分离产生的交变环流所引起的整体表面速度脉动或者交变横向流的频率,用加热的金属丝、热敏电阻器进行检测:
(2)力敏元件检测方法,漩涡分离造成的交变差压、交变升力或者交变升力引起的机械振动,用差动电容、电阻.应变片、压电晶体、压电陶瓷等检测;
(3)电磁传感器检测方法漩涡的分离所引起的膜片或者梭球:等的往复振动的频率,用电磁传感器检测;
(4)声、光信号调制检测方法利用声束光束通过涡街时受到漩涡的调制,由接收声强光强或相位的脉动频率得到漩涡分离频率。
3旋进流量计的工作原理
  旋进流量计也称为旋进式涡街流量计,它是利用流体强迫震荡的原理,当流体进入测量管时通过螺旋导流架后,形成一股具有旋进中心的涡流,随着管径内腔的收缩,使涡流速度和涡流前进速度都加强,在此区域内的流.体中心是艺术速度很高的漩涡流,沿着测量管的中心线运动,到热敏电阻时,由于测量管内腔突然扩大,流速急剧减少,一部分流体形成回流,于是流体不沿着测量管内腔.中心线运动,而围绕中心线旋转,即所谓旋进,旋进频率与流速成正比,因而测得旋进频率即可测得流速。
4工程对比:涡街和旋进
4.1应用对比
(1)涡街流:量计的优点有很多,它测量范围大,精度高,工作可靠性高,压力损失较小,可测量气体,液体和蒸汽。其读数不受流体的压力,温度,密度,粘度及流体组分的影响。更换检测原件时不用重新标定,量程比较大,液体可达1:15,气体达1:30,管径口范围大,安装方便,精度高,维护方便等等,缺点有队感到机械振动敏感,不宜用于振动场所,流速分布变动及脉动流影响测量精度,直管段要求(上游20D,下游5D)。检测元件被沾污后影响精度,要经常清洗。在使用涡街流量计时还应满足管道雷诺数应在规定范围内。
(2)旋进流量计测量范围较窄,压力损失较大,所以一般不适用:大管径压力管道,虽然设计原理可以适合气体和液体介质,但在生产使用中一般只适合气体的测量,在直管段要求上和涡街流量计基本一样。
4.2安装工程
涡街流量计和旋进流量计的安装要求是相似:
(1)涡街与旋进流量计的安装地点都要相对安静,禁止有大的振动,会影响流量测量精度;
(2)如果流量计前后有阀门或弯头,那么一定要有足够.的直管段,以确保漩涡产生的必要条件:
(3)涡街,旋进流量计容易受外界电磁场干扰,所以要远离电磁场:
(4)管道直径应匹配,不应变径。管道中心应于流量计同心等。
4.3动静态调试
(1)静态调试是指流量计在通电不通流时转换器应无输出,瞬时流量指示为零,累积流量不变,否则应先检查信号屏蔽和接地是否正常,管道是否存在震动情况,若还未解决问题,可调整转换器电位器,降低放大增益或者提高整形电路触发电平,直至输出为零:
(2)动态调试是指在关旁路,打开上下游阀门,流动稳.定后转换器输出连续的脉宽均匀的脉冲,流量指示稳定无跳变,调节阀门开度,输出随之变化,否则应细致检查并.调试电位器直至仪表输出既无误触发又无漏脉冲为止。.
5结束语
  在工业生产中,流量计的选型对日常的生产测量特.别重要。所以在选型中我们要满足环境需求,要确保精准.度,还要考虑经济原因。这就要求我们要对各种流量计有着十分透彻的认识,不能有一丝的马虎。

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