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隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,渦街流量計的技術(shù)水平也不斷發(fā)展,型號和種類眾多,其中也不乏*的產(chǎn)品,它有著許多其它流量計*的優(yōu)點,如精度高、可以輸出數(shù)字信號等。但是在工業(yè)應(yīng)用中卻并不如其它流量計普遍,原因并不是由于其技術(shù)和性能指標(biāo)還沒有達(dá)到令人滿意的程度,而是由于用戶在選擇和使用渦街流量計時缺乏應(yīng)用經(jīng)驗造成的。
1 渦街流量計的選擇
渦街流量計的選用要結(jié)合工藝介質(zhì)的特點、流量計的性能、經(jīng)濟(jì)性、安裝及環(huán)境等方面來考慮,一般專業(yè)人員都可以做到。本文中重點說明幾點需要特別注意的問題。
1.1 根據(jù)抗管道和流體振動情況選擇
渦街流量計是根據(jù)在流體管道中設(shè)置阻力體來產(chǎn)生漩渦,檢測漩渦的頻率來測流量的。在工業(yè)生產(chǎn)中,振動是普遍存在和不可避免的,一般的工業(yè)振動頻率大都在幾赫到幾千赫,渦街流量計的漩渦頻率正好落在這個范圍之內(nèi),如果安裝渦街流量計的管道和流體發(fā)生振動,勢必對渦街流量計的測量造成影響,所以渦街流量計必須有抗振補(bǔ)償功能。
常用的渦街流量計有電容式、壓電應(yīng)力式、超聲波式等種類,目前市場上這幾種都有著較好的抗振能力,其中電容式、壓電應(yīng)力式只能抗二維震動,即對振動方向在縱向(順流向)或與漩渦發(fā)生體軸線平行的方向振動,具有抗振能力,基本可以消除,但對抗橫向(與漩渦升力方向一致)振動能力很弱,而超聲波式具有抗三維振動能力。因此在一般場合,振動加速度小于1g,振動頻率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有較強(qiáng)烈的振感,有握不住的感覺),三種流量計都可以滿足要求,但在振動特別強(qiáng)烈的場合,或有升力方向振動的場合,選用超聲波流量計比較合適。
1.2 根據(jù)所測介質(zhì)情況選擇
一般渦街流量計可以測量氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量,但由于各種介質(zhì)特性千差萬別,傳感器結(jié)構(gòu)形式各種各樣,其適應(yīng)性也不同。壓電應(yīng)力式和電容式渦街流量計應(yīng)用范圍較廣,但在測低密度和低流速氣體流量時,由于受到漩渦能量的限制,發(fā)生漩渦不強(qiáng)烈信號低,電容式渦街流量計由于存在兩個導(dǎo)壓孔,不易測量贓物介質(zhì);超聲波式雖然能測量低流速介質(zhì)流量,但對脈動較敏感;具體情況如下:
1)對于介質(zhì)中含有粉塵和固體顆粒或懸浮物的流體不宜選用電容渦街流量計。因為在漩渦發(fā)生體兩側(cè)有兩個導(dǎo)壓小孔,容易堵塞,使輸出信號為零。凡是帶有導(dǎo)壓小孔的其它類型的流量計和電容流量計具有相似的情況。
2)超聲波渦街流量計雖然抗振性能強(qiáng),但使用溫度范圍不如電容式和壓電應(yīng)力式寬。一般壓電式渦街流量計測溫上限不超過300℃。超過時壓電元件絕緣下降,輸出信號變小,抗*力大大降低;電容式渦街流量計的測溫上限達(dá)400℃,具有較好的耐高溫性能;而超聲波式渦街流量計測溫上限不超過200℃,如果被測流量介質(zhì)溫度超過此范圍,則可能損壞超聲波探頭。另外,超聲波渦街流量計不宜在含有過多氣泡的液體或含雜質(zhì)的液體中測量,因為有過多氣泡的液體,超聲波不易穿過,可能造成測量上的困難甚至不可能測量。液體中含有雜質(zhì)會對超聲波起到慢反射或吸收的作用,影響測量的準(zhǔn)確性。
3)渦街流量計的選擇不僅要考慮被測介質(zhì)的溫度,還要考慮檢修吹掃介質(zhì)的溫度。渦街流量計的被測介質(zhì)溫度可能是常溫,但是在檢修時需要用蒸汽吹掃管線,蒸汽的溫度在150℃以上,如果選型時只考慮到介質(zhì)的溫度而選擇適用溫度范圍低的渦街流量計,在檢修吹掃管線時,就有可能損壞敏感元件。
4)在使用狀態(tài)下,如果被測介質(zhì)有明顯的脈動,則不宜選擇超聲波渦街流量計。因為超聲波渦街流量計對小流量敏感度很高,在這種場合使用,會使輸出信號不穩(wěn)定甚至失真。
5)在液體中混有大量氣泡的場合,不宜選用各種渦街流量計。
2 渦街流量計的安裝
渦街流量計的安裝要考慮流量計的定位、液體流向、上下游直觀段的長度、配管直徑、環(huán)境影響(溫度、電磁輻射、腐蝕)、振動、閥門的安裝、管道支撐等因素。一般要求流量口徑和配管直徑一致且同心,上游直管段長度通常取決于上游阻力件(縮管、擴(kuò)管、彎頭、閥門)形式,一般上游直管段長度要保證20D,下游5D(其中D為管道直徑)。當(dāng)上游阻力件為閥門或截止閥時,必須保證上游直管段的長度不少于40D。流量計的安裝地點要避開高溫、腐蝕、電磁輻射、振源,當(dāng)振動強(qiáng)烈時還應(yīng)考慮加支撐以減少振幅的影響。在把渦街流量計用于控制回路測量時,推薦把流量計裝在調(diào)節(jié)閥的下游。
通常為了避免振動或一些不可預(yù)知的原因,在流量計上游安裝節(jié)流圈、膨脹段或儲罐,以部分吸收流體的振動和沖擊,這在控制回路中尤為重要。如果預(yù)知某一方向的振動后,應(yīng)避免渦街流量計安裝在漩渦升力方向與振動方向一致的地方。
超聲波渦街流量計處于水平管道安裝時,應(yīng)使超聲波探頭處在水平管道兩側(cè)的中間位置(即漩渦發(fā)生體處于上下垂直的位置)。這樣做在于氣泡易聚集在管道的上方,大的異物則沿管道底部流動,它們都將妨礙超聲波穿過,按上述方式安裝,則有效避免了以上現(xiàn)象,給測量帶來好處。
保證管道內(nèi)徑與流量計口徑相同是制造廠家對用戶使用流量計的基本要求。但在實際使用中表明,由于國外制造廠家流量計口徑標(biāo)準(zhǔn)不一,其標(biāo)準(zhǔn)的管道內(nèi)徑與我國國標(biāo)管道內(nèi)徑在同一公稱通徑下存在差異。另外,工程通徑相同時,由于壓力等級要求不一樣,管子的壁厚也不一樣。用戶在選擇和安裝使用渦街流量計時常常忽視管道匹配的問題,因而容易造成附加誤差。
3 結(jié)語
渦街流量計在工程使用中所暴露和遇到的某些問題,使各生產(chǎn)廠家發(fā)展更為實用和的渦街流量計。
目前,隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展,渦街流量計也在不斷發(fā)展中。但是,由于所處環(huán)境、工藝介質(zhì)及管路系統(tǒng)等的復(fù)雜性,決定了真正應(yīng)用好渦街流量計,還需要廣大用戶在實踐中不斷摸索。相信隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,新一代的渦街流量計將具有更加*的性能,在流量測量中占有更廣闊的領(lǐng)域。
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