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電容式渦街流量計應用檢測方式

作者: 2013年09月02日 來源: 瀏覽量:
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渦街流量計在混相流體中的應用經驗還少,一般可用于含分散、均勻的微小氣泡,但容積含氣率應小于7%~10%的氣、液兩相流,若超出2%就應對儀表系數進行修正。可用于含分散、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固
電容式渦街流量計應用檢測方式

渦街流量計在混相流體中的應用經驗還少,一般可用于含分散、均勻的微小氣泡,但容積含氣率應小于7%~10%的氣、液兩相流,若超出2%就應對儀表系數進行修正。可用于含分散、均勻的固體微粒,含量不大于2%的氣固、液固兩相流。可用于互不溶解的液液(如油和水)兩組分流等。
脈動流和旋轉流會對渦街流量計產生嚴重影響。如果脈動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備,使渦街信號產生"鎖定(1ock-in)"現象,這時信號固定于某一頻率。"鎖定"與脈動幅值、旋渦發生體形狀及堵塞比等有關。渦街流量計的正常工作的脈動閾值尚待試驗確定。80年代以來國內外流量測量工作者已對渦街流量計在混相流、脈動流中的應用開展許多試驗研究,國際標準化組織(ISO)已發布的技術報告中亦關注這方面內容。
          在眾多的流量計中,渦街流量計的經濟性較好,是一種經濟實惠的流量計。渦街流量計的基本性能處于中等偏上水平,購置費低于質量式、電磁式、容積式等,而安裝、運行、維護費低于節流式、容積式、渦輪式等,如僅作為控制系統檢測儀表可采用干校方式節省周期校驗費用
當管道中流體介質通過旋渦發生體(三角柱)時,由于局部流速加速而產生旋渦現象,此旋渦分成兩列交替地出現,這種旋渦列被稱為卡門渦街。
卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關,而與介質的溫度、壓力等特性參數無關。
斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要參數,它只與介質的雷諾數Re有關。只要管道內介質的雷諾數保持在2×104至7×106范圍內,斯特羅哈爾數St便保持為一個常數,這樣,便可通過測量旋渦頻率信號檢測出流體介質的流速,再通過介質的流速計算出介質的流量。
        渦街流量計屬于對管道流速分布畸變、旋轉流和流動脈動等敏感的流量計,因此,對現場管道安裝條件應充分重視,遵照生產廠使用說明書的要求執行。
渦街流量計可安裝在室內或室外。如果安裝在地井里,有水淹的可能,要選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝,但測量液體和氣體時為防止氣泡和液滴的干擾,安裝位置要注意。
渦街流量計必須保證上、下游直管段有必要的長度,如圖17所示。在各種資料中數據有差異,其原因可能是,旋渦發生體尚未標準化,形狀尺寸的差異有多少影響尚待驗證;對各類阻流件必要的直管段長度試驗研究尚不夠,即還不成熟,對比節流式差壓流量計,這方面工作還處于初始階段。
       電容式渦街流量計應用檢測方式,安裝在渦街流量傳感器中的電容檢測元件相當于一個懸臂梁。當旋渦產生時,在兩側形成微小的壓差,使振動體繞支點產生微小變形,從而導致一個電容間隙減少(電容量增大),另一個電容間隙增大(電容量下降),通過差分電路檢測電容差值。當管道有振動時,不管振動是何方向,由振動產生的慣性力同時作用在振動體及電極上,使振動體與電極都在同方向上產生變形,由于設計時保證了振動體與電極的幾何結構與尺寸相匹配,使它們的變形量一致,差動信號為零。這就是電容檢測元件耐振性能好的原因。雖然由于制造工藝的誤差,不可能完全消除振動的影響,但大大提高了耐振性能。試驗證明,其耐振性能超過1g。電容式另一個優點是可耐高溫達400oC,溫度對電容檢測元件的影響有兩方面:溫度使電容間介電常數發生變化和電極的幾何尺寸隨溫度而變,這些導致電容值發生變化,另一方面由于溫度升高金屬熱電子發射造成電容的漏電流增大。試驗證明,當溫度升高至400oC時無論電容值變化或漏電流增大都未影響儀表的基本性能。
1.滿管式:渦街流量計采用法蘭卡裝式(表體不帶法蘭)或法蘭連接式(表體本身帶法蘭)。一般建議選用法蘭卡裝式,因為其結構緊湊,價格低,而且供貨周期短。
2.插入式:一般在大口徑時選用。外型結構有兩種,簡易插入式和球閥插入式,由用戶根據現場的要求及情況自已選定。
B、結構類型:一體型結構和分體型結構。一般采用一體型結構,只有在特殊場合下采用分體型結構(如:介質溫度高時、環境溫度或濕度高時、帶現場顯示為讀數方便時)。
C、顯示方法:無現場顯示、帶現場顯示和只帶現場顯示。現場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路,可顯示累積流量、瞬時流量等參數。
D、信號輸出方式:脈沖信號輸出和4~20mA標準電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出,因為脈沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應,不需轉換,具有最高的累計精度;同時,在通常的傳輸距離內,脈沖信號傳輸效果較好。標準電流信號輸出一般用于與終端或控制系統組成流量測量系統。
E、防爆型式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質是易燃易爆物質或測量環境存在易燃易爆物質,渦街流量計應選用防爆型。

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