涡街流量计的工作原理及常见故障

　　所有的涡街流量计都是基于卡门涡街原理，卡门涡街是美籍匈牙利科学家冯·卡门在1911年观察到并研究的现象：当流体绕过非流体线形物体时，物体尾流左右双侧产生的成对的、交替排列的、扭转方向相反的反对称涡旋。这种漩涡的产生具有周期的、交替变化的性质，变化频率与流体速度成正比，这即是卡门涡街现象。涡街流量计即是利用这种现象的性质，通过测量涡流的脱落频率确定流体的速度或流量而支撑的流量计。
　　

　　涡街流量计的工作原理：
　　
　　涡街流量计的原理是在流量计管道中，设置一滞流件，当流体流经滞流件时，由于滞流件表面的滞流作用等原因，在其下游会产生两列不对称的旋涡，这些旋涡在滞流件的侧后方分开，形成所谓的卡门 （Karman）旋涡列，两列旋涡的旋转方向是相反的，卡门从理论上证明了当h/L=0.281（h为两旋涡列之间的宽度，L为两个相邻旋涡间的距离）时，旋涡列是稳定的。
　　
　　涡街流量计是基于卡门涡街原理制成的一种流体振荡性流量计。即在流动的流体中放置一个非流线型的对称形状的物体（涡街流量传感器中称之为漩涡发生体），就会在其下流两侧产生两列有规律的漩涡即卡门涡街，其漩涡频率正比于来流速度：F＝Stu／d
　　
　　式中 F—涡街频率 d—漩涡发生体宽度
　　
　　u—来流速度 St—斯特劳哈尔数
　　
　　St的值与漩涡发生体宽度d和雷诺数Re有关。当雷诺数Re＜2×104情况下，St为变数：当Re在2×104～7×106的范围内，St值基本上保持不变，这段范围为流量计的基本测量范围。雷诺数Re是表征粘性流体流动特性的一个无量纲数，其物理意义是流体流动的惯性力与粘滞力的比值 。
　　
　　上式表明，当d和St为定值时，漩涡产生的频率F与流体的平均流速u成正比，通过测量漩涡的频率就可得到流体的流量，利用这一特性制成了涡街流量计。
　　
　　涡街流量计的特点：
　　
　　1.涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合，不仅可用于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。
　　
　　2.应用范围广，气体、液体和蒸汽都可测量。
　　
　　3.涡街流量计没有可动的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定；与孔板式流量计相比，涡街流量计测量范围大，压力损失小，准确度高，不需配导压管，安装与维护简单。
　　
　　4.但涡街流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。
　　
　　5.涡街流量计的测量范围较大，一般10：1
　　
　　6.使用时注意避免机械振动，尤其是管道的横向振动
　　
　　7.介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响
　　
　　涡街流量计常见的故障
　　
　　①指示长期不准；②始终无指示；③指示大范围波动，无法读数；④指示不回零；⑤小流量时无指示；⑧大流量时指示还可以，小流量时指示不准；⑦流量变化时指示变化跟不上；⑧仪表K系数无法确定，多处资料均不一致。
　　
　　1、选型方面的问题。有些涡街传感器在口径选型上或者在设计选型之后由于工艺条件变动，使得选择大了―个规格，实际选型应选择尽可能小的口径，以提高测量精度，这方面的原因主要同问题①、③、⑥有关。比如，一条涡街管线设计上供几个设备使用，由于工艺部分设备有时候不使用，造成目前实际使用流量减小，实际使用造成原设计选型口径过大，相当于提高了可测的流量下限，工艺管道小流量时指示无法保证，流量大时还可以使用，因为如果要重新改造有时候难度太大．工艺条件的变动只是临时的。可结合参数的重新整定以提高指示准确度。
　　
　　2、安装方面的问题。主要是传感器前面的直管段长度不够，影响测量精度，这方面的原因主要同问题①有关。
　　
　　3、参数整定方向的原因。由于参数错误，导致仪表指示有误．参数错误使得二次仪表满度频率计算错误，这方面的原因主要同问题①、③有关。满度频率相差不多的使得指示长期不准，实际满度频率大干计算的满度频率的使得指示大范围波动，无法读数，而资料上参数的不一致性又影响了参数的最终确定，解决办法是确定参数重新标定。
　　
　　4、二次仪表故障。这部分故障较多，包括：一次仪表电路板有断线之处，量程设定有个别位显示坏，K系数设定有个别位显示坏，使得无法确定量程设定以及K系数设定，这部分原因主要向问题①、②有关。通过修复相应的故障，问题就能得以解决。
　　
　　5、线路连接问题。部分回路表面上看线路连接很好，仔细检查，有的接头实际已松动造成回路中断，有的接头虽连接很紧但由于副线问题紧固螺钉却紧固在了线皮上，也使得回路中断，这部分原因主要同问题②有关。
　　
　　6、二次仪表与后续仪表的连接问题。由于后续仪表的问题或者由于后续仪表的检修，使得二次仪表的mA输出回路中断，对于这类型的二次仪表来说，这部分原因主要同问题②有关。
　　
　　7、由于二次仪表平轴电缆故障造成回路始终无指示。由于长期运行，再加上受到灰尘的影响，造成平轴电缆故障，通过清洗或者更换平轴电线，问题可得以解决。
　　
　　8、对于问题⑦主要是由于二次仪表显示表头线圈固定螺丝松，造成表头下沉，指针与表壳摩擦大，动作不灵，通过调整表头并重新固定，问题相应解决。
　　
　　9、使用环境问题。尤其是安装在地井中的传感器部分，由于环境湿度大，造成线路板受潮，这部分原因主要同问题②、②有关。解决办法是改用分体式流量计。
　　
　　10、由于现场调校不好，或者由于调校之后的实际情况的再变动。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整不好．或者由于调整之后运行一段时间之后现场情况的再变动，造成指示问题、这部分原因主要同问题④、⑤有关。使用示波器，加上结合工艺运行情况，重新调整。（内容来源于网络）