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涡街流量计在硬水测量的故障分析

来源:www.jsowyb.com 发布时间:2013-11-07 09:25:58

   涡街流量计在投入使用的一个月内,其运行稳定,反映灵敏,测量准确。随后出现测量指示值不准确,闪动频率大,并且跳动的指示植越来越小,直至为零。检查电路模块的开度和泵的出口压力,均属正常。推测涡街流量计传感器出现了问题,拆卸发现滞流元件上结有一层水垢,滞流元件与底座之间包死。
测量原理和结构
  涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,如图2所示[2],旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用数学公式表示:

  式中:f为旋涡的释放频率(Hz);υ为流过旋涡发生体的流体平均速度(m/s);d为旋涡发生体特征宽度(m);St为斯特罗哈数,无量纲,它的数值范围为0.14~0.27。St是雷诺数的函数,St=f(l/Re)。

当雷诺数Re在102~105范围内,St值约为0.2,因此,在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在102~105,旋涡频率f=0.2V/d。

  由此可知,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度υ,再由式q=υA可以求出流量q,其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。

  涡街流量计当旋涡在滞流元件两侧产生时,利用压电传感器测出与流体流向垂直的交变升力变化,将升力的变化转换为电的频率信号,再将频率信号进行放大和整形,输出到二次仪表,进行累积、显示。
 
  分析故障产生的原因

  涡街流量计由于检测元件——压电传感器安装在滞流元件中,当水垢结在滞流元件上会造成以下后果:

1、造成滞流元件的宽度d增大,由公式(3)可知,检测元件接收到涡旋列产生的频率减小,输出电压信号减小,因此测量指示值比真实值偏低。

2、使检测元件接收到涡旋列产生的频率信号减弱,影响了测量信号的稳定性和连续性,因此出现了测量值不稳定的现象。

3、随着水垢厚度的不断增加,当达到一定程度后,使检测元件接受不到涡旋列产生的频率信号,导致测量值为零。

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