渦街流量計是在流體中安放一根非流線型漩渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的漩渦的儀表。孔闆節流裝置由于結構簡單,造價低、可靠等優點,它幾兒乎适用于所有介質測量,而與之配套的差壓變送器發展迅速,使其本身具有的不足得以彌補。本文就我多年的工作經驗總結出渦街流量計和孔闆流量計的區别。
一、渦街流量計與孔闆流量計目前的技術水平
渦街流量計的基本結構由渦街發生體、檢測元件、信号處理放大電路組成,目前對于渦街發生體的研究已達到相當完善的程度,以三角型發生體為zui佳型體,檢測元件有熱敏電阻、應變片、壓電晶體、差動電容、超聲波等。信号處理部分有許多已微機化。目前,孔闆流量計的技術發展水平仍以确定的經驗公式為基礎,1980年國際标準化組織将R541與R78兩個标準合并成标準ISO5167(1980)
二、工作原理
渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發生體後上下交替産生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平均速度及旋渦發生體特征寬度有關,可用下式表示F=Stv/d式中:僞旋渦的釋放頻率,Hz,v灼流過旋渴發生體的流體平均速度,m/s旋渦發生體特征寬度,m;S斯特羅哈數,無量綱,它的數值範圍為0.14~0.27。S堤雷諾數的函數,St=f(1/Re)。
當雷諾數Re在102~105範圍内,S值約為0.2,因此,在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數在102~105,旋渦頻率f=0.2v/d。由此可知,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發生體的流體平均速度y再由式q=vA可以求出流量q,其中A為流體流過定渦發生體的截面積。這些交替變化的旋渴就形成了一系列交替變化的負壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便産生一系列交變電信号,經過前置放大器轉換、整形、放大處理後,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信号或标準信号。
孔闆流量計是充滿管道的流體,當它們流經管道内的節流裝置時,流速将在節流裝置的節流件處形成局部收縮,從而使流速增加,靜壓力低,于是在節流件前後便産生了壓力降,即壓差介質流動的流量越大,在節流件前後産生的壓差就越大,所以孔闆流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續性定律為基準的渦街流量計按率檢出方式可分為應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。街流量計是屬于zui年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
1、優點
(1)渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長。
(2)渦街流量計測量範圍寬。量程比一般能達到1:10。
(3)渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨标定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。
(4)它造成的壓力損失小。
(5)準确度較高,重複性為0.5%,且維護量小。一次元件的流量特性對控制系統産生的影響。由于渦街的輸出頻率與流量成線性關系,當它與調節閱,調節器級成一個控制系統時,相當于個時滞和時間常數都小到可忽略的一個滞後環節,可視為比例環節,廣義對象的特性完全取決于回路中其他環節,對控制系統幾無影響。
2、缺點
(1)渦街流量計工作狀态下的體積流量不受被測流體溫度壓力、密度等熱工參數的影響,但液體或蒸汽的zui終測量結果應是質量流量,對于氣體,zui終測量結果應是标準體積流量。質量流量或标準體積流暈都必須通過流體密度進行換算,必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。
(2)造成流量測量誤差的因素主要有:管道流速不均造成的測量誤差;不能準确确定流體工況變化時的介質密度;将濕飽和蒸汽假設成幹飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除,渦街流量計的總測量誤差會很大。
(3)抗振性能差。外來振動會使渦街流量計産生測量誤差甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發生體的懸臂産生附加振動,使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
(4)對測量髒污介質适應性差。渦街流量計的發生體極易被介質髒污或被污物纏繞,改變幾何體尺寸,對測量精度造成極大影響。
(5)直管段要求高。專家指出,渦街流量計直管段一定要保證前40D後20D,才能滿足測量要求。
(6)耐溫性能差。渦街流量計一般隻能測量300C以下介質的流體流量。
三、孔闆流量計
1、優點
(1)标準節流件是全世界通用的,并得到了國際标準組織的認可,無需實流校準,即可投用,在流量計中亦是唯一的。
(2)結構易于複制,簡單、牢固、性能穩定可靠、價格低。
(3)應用範圍廣,包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)分混相流,一般生産過程的管徑、工作狀态(溫度、壓力)皆有産品。
(4)檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生産,便與專業化規模生産。
