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渦街流量計(jì)和渦輪流量計(jì)在設(shè)計(jì)原理上就是不同的,渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(mén)渦街原理設(shè)計(jì)制造的。應(yīng)用流體振蕩原理來(lái)測(cè)量流量的,流體在管道中經(jīng)過(guò)渦街流量變送器時(shí),在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過(guò)旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體的特征有關(guān)系,通過(guò)檢測(cè)卡門(mén)漩渦然后處理輸出信號(hào)得到的流量計(jì)量。
渦輪流量計(jì)側(cè)重計(jì)量液體,屬于速度式流量計(jì),原理是利用置于液體中葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與液體流速之間的關(guān)系,通過(guò)測(cè)量葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算液體流量的大小,葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)來(lái)輸出信號(hào)然后經(jīng)過(guò)信號(hào)處理和輸出來(lái)得到的流量計(jì)量。
渦輪流量計(jì)是體積式流量計(jì),由磁通量變化產(chǎn)生脈沖電流,渦街流量計(jì)是靠檢測(cè)頻率測(cè)得流量,因此我們平時(shí)更常見(jiàn)的是液體渦輪流量計(jì)等。 渦街流量計(jì)幾乎可以用于一切可形成漩渦類(lèi)的場(chǎng)合,與渦輪流量計(jì)相比渦街流量計(jì)沒(méi)有可動(dòng)的機(jī)械部件,維護(hù)工作量小,儀表輸穩(wěn)定高。
渦輪流量計(jì)不適用于較高粘度介質(zhì),隨找粘度的增大,流量計(jì)的測(cè)量下限值提高,范圍度縮小,線(xiàn)性度變差。
流體物性對(duì)儀表特性有較大影響,氣體流量計(jì)易受密度影響,而液體流量計(jì)對(duì)粘度變化反應(yīng)敏感,由于密度和粘度與溫度、壓力關(guān)系密切,在現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力波動(dòng)是難免的,要根據(jù)跟中不同的流體物性來(lái)對(duì)精準(zhǔn)度影響的程度采取補(bǔ)償措施,液體要針對(duì)性的用液體渦輪流量計(jì),氣體的就不該使用相對(duì)應(yīng)的氣體渦輪流量計(jì),這樣才能保持高的計(jì)量精度。
渦輪流量計(jì)對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求高,限制了其使用領(lǐng)域,雖可安裝過(guò)濾器已適應(yīng)污介質(zhì),但亦帶來(lái)壓損增大,維護(hù)量增加等副作用。 渦輪流量計(jì)在國(guó)外成品油計(jì)量中占70%~80%的比重,在國(guó)內(nèi)標(biāo)定流量多用到,只要確保介質(zhì)干凈,并且定期校驗(yàn),渦輪流量計(jì)可以達(dá)到其它流量計(jì)難以達(dá)到的精度。
渦街有小流量死區(qū),測(cè)量量程比沒(méi)有渦輪的大,精度方面渦輪可做到的精度要高點(diǎn),不過(guò)渦輪有可動(dòng)葉輪在轉(zhuǎn),時(shí)間長(zhǎng)了軸承的磨損會(huì)影響到測(cè)量的精度,要經(jīng)常調(diào)整系數(shù)。
渦街流量計(jì)的下限流量取決于介質(zhì)的工況密度和運(yùn)動(dòng)粘度,其上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響,因此確定流量范圍只要確定實(shí)際可用的下限流量即可。計(jì)算出下限流量后,查流量范圍表即可確定相應(yīng)口徑。
就應(yīng)該場(chǎng)合頻率來(lái)講,渦輪流量計(jì)沒(méi)有渦街流量計(jì)常用。渦輪流量計(jì)的精度比較高,常用于計(jì)量用,渦街流量計(jì)一般流量測(cè)量都可以用;渦街流量計(jì)的精確度對(duì)于液體大致在±0.5%R~±2%R,對(duì)于氣體在±l%R~±2%R,重復(fù)性一般為0.2%~0.5%。
由于渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)較低,頻率分辨率低,口徑愈大愈低,故儀表口徑不宜過(guò)大。范圍度寬是渦街流量計(jì)的特點(diǎn),但重要的是下限流量為多,一般液體平均流速下限為0.5m/s,氣體為4~5m/s。
渦街流量計(jì)的正常流量盡量在正常測(cè)量范圍的,在此范圍內(nèi)儀表系數(shù)不受測(cè)量介質(zhì)物性的影響,這是很大的優(yōu)點(diǎn),可以用一種典型介質(zhì)校驗(yàn)而而應(yīng)用到其他介質(zhì)去,對(duì)于解決校驗(yàn)設(shè)備問(wèn)題提供便利。
但是由于液、氣的流速范圍差別很大,因此頻率范圍亦差別很大。處理渦街信號(hào)的放大器電路中,濾波器的通帶不同,電路參數(shù)亦不同,因此同一電路參數(shù)是不能用于不同測(cè)量介質(zhì)的。介質(zhì)改變,電路參數(shù)亦應(yīng)隨之改變。氣體和液體的密度差別很大,旋渦分離時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度與密度成正比。因此信號(hào)強(qiáng)度差別亦很大,液、氣放大器電路的增益,觸發(fā)靈敏度等皆不一樣,壓電電荷差別大,電荷放大器的參數(shù)也不同。即使同為氣體隨著介質(zhì)壓力、溫度不同,密度不同,使用的流量范圍不同,信號(hào)強(qiáng)度亦不同,電路參數(shù)同樣要改變。因此一臺(tái)渦街流量計(jì)不經(jīng)硬件或軟件修改,改變使用介質(zhì)或改變儀表口徑是不可行的。
渦街流量計(jì)不適用于測(cè)量低雷諾數(shù)流體。低雷諾數(shù)時(shí)斯特勞哈爾數(shù)隨著雷諾數(shù)而變,儀表線(xiàn)性度變差,流體粘度高會(huì)顯著影響甚至阻礙旋渦的產(chǎn)生,選型的一個(gè)限制條件是不能使用于界限雷諾數(shù)之下。
渦街流量計(jì)適用的流體比較廣泛,但對(duì)于流體的臟污性質(zhì)要注意。含固體微粒的流體對(duì)渦輪流量計(jì)旋渦發(fā)生體的沖刷會(huì)產(chǎn)生噪聲,磨損旋渦發(fā)生體。若含有的短纖維纏繞在旋渦發(fā)生體上將改變儀表系數(shù)。
渦街在混相流體中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還少,一般可用于含分散、均勻的微小氣泡,但容積含氣率應(yīng)小于7%~10%的氣、液兩相流,若超出2%就應(yīng)對(duì)儀表系數(shù)進(jìn)行修正??捎糜诤稚?、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固兩相流??捎糜诨ゲ蝗芙獾囊阂簝山M分流等。脈動(dòng)流和旋轉(zhuǎn)流會(huì)對(duì)渦街流量計(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如果脈動(dòng)頻率與渦街頻率頻帶合拍可能引起諧振破壞正常工作和設(shè)備,使渦街信號(hào)產(chǎn)生鎖定現(xiàn)象,這時(shí)信號(hào)固定于某一頻率。鎖定與脈動(dòng)幅值、旋渦發(fā)生體形狀及堵塞比等有關(guān)。渦街流量計(jì)的正常工作的脈動(dòng)閾值尚待試驗(yàn)確定。
渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象:石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等其他方面。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過(guò)的流量大)和可適應(yīng)高參數(shù)(高溫、高壓和低溫)等。
渦街流量計(jì):主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。
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