探討蒸汽流量計(jì)用于蒸汽管道計(jì)量中的常見(jiàn)異常情況

蒸汽渦街流量計(jì)具有儀表常數(shù)穩(wěn)定、容易在較惡劣的環(huán)境中保證精度、量程范圍大、壓力損失小、精度高、維護(hù)量小等特點(diǎn)，在各生產(chǎn)裝置中使用較為普遍。另外它在測(cè)量體積流量時(shí)，幾乎不受流速、密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)活動(dòng)部件的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，也提高了儀表的使用壽命。下面筆者就日常工作中該類(lèi)型儀表運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題及處理問(wèn)題的方法給以敘述。
1 蒸汽渦街流量計(jì)組成及功能
渦街流量計(jì)儀表由以下6部分組成：變送器殼體；渦街發(fā)生體；信號(hào)檢測(cè)器；輸出放大器；脈沖整形器；輸入放大器。
變送器殼體是流體管道的一部分，由于選擇了合適的通徑、渦街發(fā)生體的形狀和尺寸比例，流體在殼體內(nèi)流動(dòng)時(shí)可在較寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號(hào)。渦街發(fā)生體使流體流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生渦列。信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)渦列并轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)。輸入放大器將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大，并濾除干擾信號(hào)。脈沖整形器將不規(guī)則的電脈沖轉(zhuǎn)換為幅度和寬度一定的方波信號(hào)。輸出放大器將方波信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流信號(hào)輸出。
2 蒸汽渦街流量計(jì)工作原理
渦街流量計(jì)的工作原理：在流體中插入柱狀物體時(shí)，在柱狀物體的兩側(cè)將交替產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦列，稱(chēng)謂“卡門(mén)渦街現(xiàn)象”?？ㄩT(mén)渦街的頻率與流速成正比 。
當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，柱體受到與流向垂直的交變升力的作用，升力的變化頻率就是旋渦頻率，利用埋設(shè)于柱體內(nèi)的壓電元件檢測(cè)此升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送入放大器，由放大器進(jìn)行放大和整形，得到其頻率與流速成比例的方波信號(hào)。由上式可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量渦街頻率就可算出流速V，進(jìn)而求出體積流量。
3 流量計(jì)的調(diào)試
在管道內(nèi)沒(méi)有液體流動(dòng)時(shí)，由于管線(xiàn)振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲使接收器反常地計(jì)數(shù)，這時(shí)就應(yīng)該對(duì)儀表進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
3.1 放大器增益的調(diào)整
一般情況下無(wú)需對(duì)放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，除非在更換了傳感器之后。通過(guò)放大器板A上的AMP電位計(jì)調(diào)節(jié)放大器增益，在示波器上監(jiān)視放大后的渦流波形，在小流量時(shí)，渦流波形的峰值約為100mVP-P。
3.2 觸發(fā)電平的調(diào)整
觸發(fā)電平的增加（脈沖發(fā)生的靈敏度），會(huì)使流量的靈敏度減小。在管道內(nèi)沒(méi)有任何液體流動(dòng)時(shí)，因管線(xiàn)振動(dòng)，脈動(dòng)流動(dòng)出現(xiàn)噪聲而造成不正常脈沖發(fā)生可以通過(guò)增加觸發(fā)電平有效地進(jìn)行處理。
通過(guò)放大器板上的TRG電位計(jì)可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，放大的渦流波形的峰值無(wú)論何時(shí)超過(guò)預(yù)先確定的觸發(fā)電平，都能轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖。因此，由于增加觸發(fā)電平，流量靈敏度就會(huì)減小。
當(dāng)觸發(fā)電平80mVP-P變到350mVP-P，其結(jié)果的靈敏度將是80/350＝1/4.4（靈敏度比率）倍。
當(dāng)改變靈敏度時(shí)，結(jié)果的小流量（可測(cè)的低限流量）約為1/（靈敏度的開(kāi)平方乘以標(biāo)準(zhǔn)的小流量）。
3.3 零點(diǎn)調(diào)整
正確的接線(xiàn)，通過(guò)低頻信號(hào)發(fā)生器給渦街流量計(jì)輸入幅度為零的信號(hào)，調(diào)整零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值應(yīng)為4mA。
3.4 滿(mǎn)量程的調(diào)整
如果不知道儀表的滿(mǎn)量程頻率，可通過(guò)大流量，計(jì)算出滿(mǎn)量程頻率乙來(lái)調(diào)校儀表，其關(guān)系式為：
   fmax＝KQQmax
正確的接線(xiàn)，用信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)至電荷放大器，加大輸入信號(hào)幅值，轉(zhuǎn)換輸出方波，改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，直到頻率計(jì)上顯示的值是按上式計(jì)算出的滿(mǎn)量程頻率為止。此時(shí)，固定頻率不變，并調(diào)整量程電位計(jì)，數(shù)字萬(wàn)用表的示值為20mA時(shí)為止。
4 故障現(xiàn)象及處理方法
（1）故障現(xiàn)象：通電后無(wú)指示、無(wú)輸出信號(hào)。
  故障原因：
  1）流量積算儀沒(méi)有24VDC輸出；
  2）接線(xiàn)有錯(cuò)誤或斷線(xiàn)；
  3）傳感器內(nèi)斷線(xiàn)或放大器損壞；
  4）管道內(nèi)無(wú)流量或流量太小。
  處理措施：
  1）檢查積算儀輸出是否正常；
  2）重新接線(xiàn)；
  3）維修或更換；
  4）縮小儀表安裝處的管道內(nèi)徑。
（2）故障現(xiàn)象：沒(méi)有流量時(shí)有信號(hào)輸出。