涡街流量计常见故障分析与处理

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涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量 ，如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度 、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件 ，因此可靠性高，维护量小，仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器，可在-2O℃～250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是-种比较先进 、理想的测量仪器。

1 涡街流量计 的工作原理 与结构1.1 工作原理当流体流动受到-个垂直于流动方向的非流线形柱体的阻碍时，柱体的下游两侧会发生明显的漩涡，成为卡门涡街，涡街的形成与流体雷诺数有关 ，如图 1。

图 1 涡街 的产生漩涡分离的频率与流速成正比，与漩涡发生体的宽度成反比，可以用下式表示：F ＆ ·V/d式中 F-漩涡分离频率s -无量纲常数(斯特劳哈尔)- 漩涡发生体的流速- 漩涡发生体的迎流面宽度通过测量漩涡的分离频率便可测出流体流速和瞬时收稿日期：2013-03-03作者简介：王颖(1986-)，女，安徽蚌埠人，蚌埠机电技术学院技师。

流量 。斯特劳哈尔数 St是可 以通过 实验确 定 的无 量纲 常数 。无量纲常数 St与类诺数 Re函数关 系中的线性 部分 ，即涡街流量计的线性测量范围，检测出频率 F即可求得管内流体的速度，再由流速求出体积流量。-段时间内输出的脉冲数与流体的体积之比(流过单位体积流体对应的脉冲数)称仪表系数(K系数)[1]110-11。

K - N/Q式中 K-仪表系数(脉冲/m。)N-脉冲数Q 流体体积 (m。)用于测量流量的漩涡分离频率随流速变化而变化，不受流体密度和粘度的影响。伴随漩涡分离而产生的压力脉动由压电力敏探头检测出，并在检测电路中被转换成与漩涡频率相对应的脉冲信号，信号转换器将此脉冲信号变换成 4-2OmA的标准电流信号输出。

1.2 结 构涡街流量计由传感器和转换器两大部分组成 ，如图 2。

传感器包括漩涡发生体 (阻流体)、检测元件和仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路输出接口电路、端子、支架和防护罩等。

2 常见故障分析和处理措施2.1 管道有流量仪表无输出可能造成这种故障的原因和对应的解决办法如下：(1)可能的故障原因是电源出现故障或供电电源未连接。因此要检测电源电压是否符合要求及 电源极性是否正确。如电流输 出型涡街流量计，如果 出现电源极性接反，输出电流为 0mA而不是 4mA。

(3)可能的故障原因是供电电源的波纹系数太大。检查时可以用-个滤波电解电容进行试验，-般要求电容三三· 121 ·王 颖，何松泉/涡街流量计常见牧障分析与处理图2 涡街流量计的结构图00gF，50V 。

(4)可能的故障原因是放大板某级有故障∩以通过观察放大器输入、输出端的波形，或从输人端注入人体感应信号，观察输出端的变化情况。如果输出端没有变化，则说明放大器工作不正常。实际检修中也可以利用现场有的其他类型流量计主板更换进行检查。确定放大极板有故障 ，应 当予 以更换(5)可能的故障原因是发生体的损坏。检测的方法首先增大流量 ，把此 涡街 主板换 置 同类型 涡街 流量计 上 ，如排除主板故障，检查发生体。

发生体损坏多出现在蒸汽测量系统中，由于工艺人员打开阀门速度过快，使高温高压水蒸气夹带冷凝水剧烈冲击漩涡发生体，导致其损坏，也就是常说的水锤”现象。所以要打开导淋排尽冷凝水后再缓慢打开蒸汽阀门，避免损坏漩涡发生体 。

(6)可能的故障原因是管道流量过低 ，没有进入测量范围∩以增大流量看流量计的反应。在靠近流量计的管道旁有规律地连续敲击，无论何种型号的流量计均会出现流量显示。如果被测介质为液体，最好空管试验，因为液体本 身就 是消 振器 。故 障处理 的方 法是 更换通 径小 -些的流量计或在工艺条件允许的情况下加大流量。

(7)可能的故障原因是发生体与壳体之间的间隙是否被 细微颗哩住 。该种现 象-般 出现于正 常工作之后 ，停机又开机。如果是这样，在确认转换放大器及发生体都完好无损的情况下，特别是测量介质又是液体，-般可认 为是该种故障。处理的方法是如果生产工艺条件允许，旧能开大流量，用-木制或橡皮锤子在流量计下部的焊台上垂直敲击，以便高速流体所产生的负压将细微固体颗粒带走。如果现场允许拆卸清洗，可以拆下发生体，但要求熟知流量计的结构，特别是密封垫片及压板螺钉等，-定要严格按使用说明书的要求安装。同时要注意拆卸之后重新安装的发生体，可能会对流量系数带来-些变动，虽然其变化不大 ，但需要修正。

· 22 ·(8)对照说明书检测参数设置是否有错误，如果有，予以修正。

2.2 通 电后无流量但是有输 出(1)检测是否有振动。绝大 多数涡街流量计 ，都具有二维空间的抗振性能。即在流体阻力方向及漩涡升力方 向能抗住外界的振动干扰，而在漩涡横向推力方向则不能。

向推力方向图 3 涡街 流量计 的二维空间抗振性能最直接的检测方法是用手感觉管道的震荡∩ 以采用外部机械消振措施，如用橡胶软接头、垫等消振 ，用支架固定管道。另外很多厂家在设计涡街流量计的时候也考虑到了防振动的需求，调整-些参数设置也可以减轻振动对测量结果的影响，但要注意这些参数设置对流量计流量上下 限的影响 。

(2)检测输出是否为 50Hz左右的工频干扰，可以用频率计进行检测 。处理的方法是选用带屏蔽的电缆重新按规定 接线 。

(3)检测输出频率为任意恒定频率或者恒定输出电流值，可能的故障原因是放大板损坏，产生 自激。处理的方法是更换放大板口2 - 。

(4)检测流量计附近是否有强电设备或高频干扰。特别是电焊机所产生的高频谐波将会使 流量计无流量有信号。

(5)检测接线腔是否进水。特别是电流输出方式的涡街流量计 ，正、负接线端子之间由于水的导电而形成旁路电流 ，可能造成了无流量有信号 的现象 。

(6)可能的故障原因是放大板的放大倍数或触发灵敏度过高♀决的方法是调试放大倍数和灵敏度，观察对输出的影响 ，做出必要的调整。

(7)可能的故障原因是管道阀门未彻底关闭，有漏流量 。此时需要在现踌查压力和阀门关闭情况 。

2.3 流量输 出不稳定(1)可能的故障原因是流量计安装不同心。检测的方法是拆下仪表检查法兰与管道的位置，如果是由于安装不同心引起的，重新安装仪表。

(2)可能的故障原因是直管段不 够或者 管道 内径与 仪表内径不-致。需要检测管道内径和仪表内径，有必要时更换仪表安装位置或加长前、后直管段。

(3)可能的故障原因是仪表选型不合适。如果选型有误，常用流量在非线性区，甚至在临界死区附近，那么就可能出现流量波动。在工艺条件允许的情况下，加大流量，淮北职业技术 学院学报 2013年第 2期如果流量稳定了，则更换通径小-档的流量计。

(4)可能的原因是流体中存在液气、液固或气 固两相流。涡街流量计只能测单相流，不能测两相流，这是由漩涡流量计工作原理所决定的。检测时-般凭经验，或根据流体性质及工况压力、温度等来判断是否存在液气、液 固、气固两相流。如介质为液氨，轻胫等易挥发液体时，容易出现此类现象。对于液体，如果是液固两相流，-般可在流量计的上游端加装过滤器。如果是液气两相流，则可在流量计的上游端加装消气器 。

(5)可能的故障原因是流量计与流量调节控制系统产生系统振荡～调节控制系统的阀门开度控制器打到手动档，当把阀门开到-定值，如果流量显示比较稳定或稍有些波动 ，那 说明存在 系统振荡 。-般 处理 的方法 是重新整定 PID参数。

(6)可能的故障原因是发生体上缠绕有纤维物。如果发生体上缠绕着纤维物，它将大大减弱漩涡的涡漩力，由于漩涡的作用，纤维物随流体摆动 ，从而造成漩涡的波动，流量显示亦波动∩以拆除检测，清理后重新安装。

(7)可能的故障原因是转换放大器的输入通道损坏-路。由工作原理可知，当-路信号没有之后，信噪比大大下降，背景噪声未衰减进入后面处理 ，尖峰脉冲将会造成流量显示的不稳定∩以从输入端注人人体感应信号 ，用以观察输 出端 的变化 情况 。实 际检 修 中也 可 以利用 现场有的其他类型流量计主板更换进行检查。确定有故障，应当予以更换l3 J1-。

(8)可能的故障原因是仪表参数设置错误。对照说明书检测各项参数，如有错误重新设置 ]1 。

2.4 流量计量误 差较大2.3中提到的各项故障原 因也都 有可能是 流量计量误差大的因素 。此外，还有 可能是 以下 原因造 成的故障 。

(1)测量气体或者蒸汽没有实时温度补偿或固定设置温度压力进行补偿。处理的方法是加装温压补偿元件或者设置固定值补偿。

(2)测量蒸汽时饱和蒸汽不是饱和状态。处理的方法是检测工艺流程，改变工艺条件。

(3)检查配套的二次仪表参数设置是否正确。配套的二次仪表的输入方式必须与流量计相对应匹配，否者将会产生误差 。

3 结束语通过长期 的工作实践证明，只要对 涡街流量计 的原理、结构、性能有了全面深入的了解，加上工作经验 的辅助，就会有应付各种故障情况的方法，让涡街流量计成为流量测量的得力助手。同时对常见故障情况进行系统的分析和整理，也有利于对常见故障现象有更深层次 的认识，为今后的使用和维护打下更坚实的基矗