摘 要：介紹了渦街流量計(jì)的工作原理；渦街流量計(jì)的安裝；渦街流量計(jì)的維護(hù)，渦街流量計(jì)在使用過程中故障現(xiàn)象和處理方法。
1 渦街流量計(jì)的工作原理
渦街流量計(jì)速度式流量計(jì)，是由漩渦發(fā)生體和頻率檢測器構(gòu)成的變送器、信號轉(zhuǎn)換器等環(huán)節(jié)組成。其測量原理是在流動(dòng)的流體中，若垂直流動(dòng)方向放置一個(gè)漩渦發(fā)生體，在某一雷諾數(shù)范圍內(nèi)，將在漩渦發(fā)生體的后面的兩側(cè)交替產(chǎn)生有規(guī)律的漩渦（見圖1），旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
(圖1) 漩渦發(fā)生體及漩渦
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)的平均流速為v，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率f與流速v和d之間有如下關(guān)系式.
式中Sr是雷諾數(shù)的函數(shù)，在ReD＝2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，渦街頻率與體積流量成比例關(guān)系。
渦街流量計(jì)可以測量單一狀態(tài)下的液體、氣體和蒸汽的流量，在混相流體狀態(tài)時(shí)，流量計(jì)是不能作出精確測量的。渦街流量計(jì)有一體型和分體型。
2 渦街流量計(jì)的安裝
渦街流量計(jì)按傳感器分為法蘭式、夾持式、插入式。選型時(shí)優(yōu)先考慮法蘭式，其次是夾持式，插入式不予考慮。原因是夾持式和插入式流量計(jì)的精度受安裝影響較大，不規(guī)范的安裝將產(chǎn)生很大的測量誤差。
渦街流量計(jì)的安裝有務(wù)必確保傳感器銘牌上的箭頭指向與流體流向一致和必須滿足下圖中的最小前后直管段要求。同時(shí)要遵守以下幾方面的要求。
2.1 測量氣體或蒸汽流量計(jì)的安裝
測量氣體或蒸汽時(shí)，渦街流量計(jì)安裝在水平管道上，配管時(shí)應(yīng)注意防止液體滯留，渦街流量計(jì)應(yīng)安裝在管線的較高處或?qū)⒀b有渦街流量計(jì)的管段抬高。渦街流量計(jì)安裝在垂直管道上，流向不限，若被測氣體中含有少量的液體，氣體流量應(yīng)由下向上，如圖2所示。
(圖2)測量氣體或蒸汽渦街流量計(jì)的安裝示意圖
2.2 測量液體流量計(jì)的安裝測量液體時(shí)為保證測量精確，渦街流量計(jì)的管道必須充滿液體。渦街流量計(jì)安裝在水平管道上時(shí)，應(yīng)將下游段的管道高于渦街流量計(jì)，以保持滿管；當(dāng)流體向下流動(dòng)時(shí)，應(yīng)將下游段的管道高于渦街流量計(jì)，以保持滿管。流量計(jì)安裝在垂直管道上時(shí)，流體應(yīng)該向上流動(dòng)，當(dāng)流體向下流動(dòng)時(shí)，應(yīng)將下游段的管道高于渦街流量計(jì)，以保持滿管，如圖3所示。
(圖3) 測量液體渦街流量計(jì)的安裝示意圖
2.3 流量計(jì)與控制閥的位置關(guān)系
控制閥應(yīng)安裝在渦街流量計(jì)的下游，這樣可解決液體流過控制閥時(shí)，因壓力下降而產(chǎn)生氣泡的不良影響，見圖4。渦街流量計(jì)安裝于水平管道時(shí)，當(dāng)被測介質(zhì)溫度大于200℃時(shí)，變送器一定要表頭向下安裝。
(圖4) 渦街流量計(jì)與控制閥的位置
3 渦街流量計(jì)的維護(hù)
渦街流量計(jì)無可動(dòng)部件，所以在正常使用情況下，維護(hù)的工作量較少。日常維護(hù)的任務(wù)是：查看儀表指示累積是否正常；查看儀表供電是否正常；查看儀表體連接件是否損壞和腐蝕；查看儀表外線路有無損壞及腐蝕；查看表體與工藝管道連接處有無泄漏；查看儀表電器接線盒及電子元件盒密封是否良好等。
當(dāng)被測介質(zhì)較臟或易結(jié)垢時(shí)，應(yīng)定期清洗流量計(jì)內(nèi)壁，清洗時(shí)應(yīng)保護(hù)好旋渦發(fā)生體及檢測探頭，注意不要碰傷其表面與棱角。檢測放大器外殼端蓋在接線調(diào)試后應(yīng)適度旋緊，以保證其密封性。在進(jìn)行維護(hù)檢查時(shí)不得將液體及雜物留于殼內(nèi)。
3.1 管道清洗
對新安裝的管道或維修的管道，在運(yùn)行前需要進(jìn)行清洗，以沖掉管內(nèi)的鐵銹，水垢，殘?jiān)臀勰唷?
不能測量含固體物質(zhì)（如沙子、細(xì)礫）的流體，用戶要定期清除掉附在漩渦發(fā)生體上的固體物質(zhì)。
滯留在管道內(nèi)的被測流體會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)，且容易結(jié)晶和硬化，沉積在管道避和發(fā)生體上，在這種情況，應(yīng)該清洗發(fā)生體。
3.2 旁通管道
為了方便地檢查和清洗流量計(jì)（漩渦發(fā)生體），安裝如圖5所示的旁通管道。對于初次投運(yùn)或管線設(shè)備檢修后，開車時(shí)應(yīng)先使工藝介質(zhì)走旁路24小時(shí)，待介質(zhì)干凈時(shí)開表，以防變送器被異物阻塞或變送探測器被損壞。
(圖5) 旁路管路圖
4 渦街流量計(jì)的故障處理
故障情況可分為安裝使用故障和儀表內(nèi)部故障兩大類，出現(xiàn)故障后應(yīng)首先檢查安裝使用方面是否正常，如果查不出問題再檢查是否是儀表內(nèi)部。
4.1 常見安裝使用方面故障及處理
安裝使用方面故障包括：安裝位置、接線，口徑，流量范圍，周圍振動(dòng)、電磁干擾影響等。
現(xiàn)象1：上電后管道內(nèi)有流體流動(dòng)，但無信號輸出。處理方法：檢查儀表接線是否正確，有無斷線。檢查儀表安裝方向是否正確。檢查流量是否低于正常的流量范圍。
現(xiàn)象2：上電管道內(nèi)無流體流動(dòng)，但有信號輸出。處理方法：檢查儀表接地，是否是接地不良引入干擾。檢查管道是否有強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)。檢查環(huán)境是否有強(qiáng)電磁干擾，如有大功率電器或變頻器等強(qiáng)電設(shè)備。
現(xiàn)象3：管道內(nèi)流體的流量穩(wěn)定且符合流量要求，但輸出變化太大，不穩(wěn)定。處理方法：檢查管道是否振動(dòng)過強(qiáng)引入干擾。檢查接地是否良好。
4.2 常見儀表內(nèi)部故障及處理
儀表內(nèi)部故障包括：檢測探頭失效，檢測放大器故障，內(nèi)部短線，表體滲漏等。
現(xiàn)象1：上電后管道內(nèi)有流體流動(dòng)，但無信號輸出。處理方法：檢查儀表放大器是否有故障。檢查檢測元件是否損壞。
現(xiàn)象2：上電管道內(nèi)無流體流動(dòng)，但有信號輸出。處理方法：檢查轉(zhuǎn)換器靈敏度。
檢測探頭故障的簡單判斷探頭故障的簡單判斷方法：用萬用表測量兩根信號線的絕緣電阻，當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，絕緣電阻應(yīng)大于10MΩ。當(dāng)溫度低于200℃時(shí)，絕緣電阻應(yīng)大于2MΩ。如果絕緣電阻不符合要求說明檢測探頭可能存在故障。
檢測放大器故障的簡單判斷方法：用手在檢測放大器檢測探頭引線輸入端感應(yīng)信號，即可粗略判斷是否是檢測放大器故障。若無信號反映說明檢測放大器可能存在故障。
5 結(jié)束語
渦街流量計(jì)可以測量液體、氣體以及蒸汽，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。變送器的選擇有一體式和分體式，在高溫以及水井中安裝的場所下，建議選用分體式儀表，以方便檢修或改善變送器的工作環(huán)境。只有在正確選型、正確安裝和正確維護(hù)下才能保證其發(fā)揮應(yīng)有的作用。
