涡街流量计常见故障及分析解决维修方案

1.许多情况下，仪表厂家总建议对现场管道进行缩管，在缩小了的管子上安装较小口径的涡街流量计。我们十分担心缩管后会使流动阻力损失加大，甚至使介质流动不畅，造成卡脖子现象，后果不堪设想。所以我们一般不容易接受缩管方案。我们这种担心有道理吗？

答：从工艺安全角度考虑，担心缩管造成流动不畅，这种担心是可以理解的。但是，缩管的建议一般都出现在已有管道管径大而实际流量很小的情况下。这种情况下，如果我们设想不缩管，大口径流量计将工作在流量下限附近甚至下限以下。其后果是： （1）在流量下限附近仪表精度差（2）在流量下限附近流量信号质量 差，有时不能正常工作（3）在流量下限附近流量计的抗振动能力低，易受环境振动干扰，导致仪表不能正常工作。如果采取了缩管措施，可以带来以下好处：（1）采用了较小口径流量计，可以经常工作于仪表流量范围的中，上区域，仪表信号质量好，精度高（2）仪表在此流量范围工作，具有较好的抗振动性能（3）缩径后，可获得较长的仪表直管段，改善仪表的工作性能（4）小口径仪表价格较低注意到缩管后的管道口径是根据实际流量范围确定的，既然缩管后的流量计允许流量范围与管道实际流量范围匹配，其流量阻力也应在合理的范围内，不会造成过大的阻力损失，也不会出现卡脖子现象。反过来想一下，如果阻力过大，缩自然会适当放大管径了，最后选定的缩管口径必然是合理的管径。因此，卡脖子现象的担心是没有必要的。缩管问题实质上不是流量计的问题，而是管道设计不合理造成的问题。道理上应该修改管道工艺设计，采用合理的较小口径的管道。

2.前面提到，涡街流量计的仪表系数K取决于仪表几何尺寸如柱体宽度d,流道内径 D等，那么，使用一段时间后，柱宽d被介质磨窄了或由于杂质沉积变宽了，仪表系数发生改变，流量计精度不就变差了吗？

答：您这样分析问题是非常正确的。柱宽d与仪表系数密切相关。当初设计傻瓜涡街流量计的柱型和柱宽时，就注意到了这个重要问题。设计时采取了两个措施来避免这个情况发生。首先，三角柱涡街流量计柱型断面等腰三角形底边相邻的两个顶角被切去，形成具有一定宽度的两个平行平面，此两个平行平面的距离形成柱宽d。由于柱宽d不是由易于被磨损的棱边而是由不易被磨损的平行平面形成，所以具有很高的耐磨性，经过长时间使用，柱宽d也不易改变。此次，通过采用适当的柱宽比（d/D），减少柱宽变化对仪表系数K的影响。原来，流体流经表体时，流体被柱体阻挡而经由两个弓形断面流道流过。弓形断面中流体流速，即柱侧流速v受到柱宽d的影响：柱宽d变大，弓形断面流道面积变小，柱侧流速v增大；反之，柱宽d变小，柱侧流速v变小。联系到f与d和v的系：f=St ×v/d , 柱宽变化时，d和v是同时变大或变小的。设计仪表时，如果选择某个最佳的柱宽，使得d和v具有相近的变化率，则柱宽d发生变化几乎不会引起f发生变化。这样设计的仪表，即使经过长时间运转，柱宽发生了变化，仪表精度也可以保持不变。

3.压电晶体检测式涡街流量计对机械振动敏感，所以在有机械振动的环境中，不宜采用压电晶体检测式涡街流量计，这种说法对吗？

答：这种说法有正确的一面，但不完全正确。压电晶体检测式涡街流量计采用的是应力 检测原理，当装有压电晶体的探头受到涡街的交变横向力作用时，压电晶体受应力作用而产生交变电荷涡街信号输出。当管道发生机械振动时，由于探头体惯性力的作用，压电晶体也会受应力作用而输出振动噪声信号，这就是应力检测式涡街流量计对机械振动敏感的原因。应力检测式涡街流量计设计时，采取了一系列的抗振动措施，使流量计具有抗振动能力。设计水平较高的应力检测式涡街流量计用于有机械振动的场合一般是没有问题的。有多种抗振动设计方案，其中之一是在探头中采用多个压电晶体，在涡街力作用下，这些晶体产生的电荷信号相互叠加，得到加强了的涡街信号；而在机械振动惯性力作用下，这些晶体产生的电荷信号相互抵消，探头输出的是抵消后残留的机械振动噪声信号，如果这种噪声信号相对于涡街信号足够小，是不会影响仪表的正常工作的。所以，除非管道振动异常强烈，一般有机械振动的场合，是可以安装使用应力检测式涡街流量计的。

4.是不是只有应力检测式涡街流量计怕管道振动?

答：不是。所有采用力敏检测原理的流量计，从原理上分析，都存在机械振动噪声干扰问题，或者简单地说，都在一定程度上怕振动。除了压电晶体检测式涡街流量计，应变检测式，差动电容检测式和其它应用力敏检测原理的涡街流量计还有靶式流量计等，都属于此类对机械振动敏感的流量计。这些流量计是否能在震动场合使用，取决于其抗振动设计是否完善。

5.安装应力检测式涡街流量计的现场管道机械振动相当强烈，影响到仪表不能正常工作，有何对策？

答：遇到这种情况，可采用下列措施中的一种或几种，使仪表能正常工作。

（1）调整流量计的安装方位。

流量计对不同方向的抗振动的抵抗能力是不同的。安装在管道上的流量计方位可用X-Y-Z三维坐标表示，X是管道中心线方向，即流量计进口到出口的方向；Z是流量计柱体轴向；Y是与管道中心线垂直同时与流量计柱体轴向垂直的方向，也是涡街横向力作用的方向。流量计Z方向的抗振动能力最强而Y方向则最差（请读者思考一下：为什么？）。流量计安装于管道上时，X轴是必须与管道一致的，但是流量计的Y轴（连带Z轴）是可以随意绕X轴旋转到任意方位的。明白了这一点，我们就有了第一个措施了：观察或测定短道的主要振动方向，然后，旋转流量计，直到Z轴与此主振反向重合，把仪表固定在该方位工作。

（2）增设管道固定支架，限制管道振幅。

在流量计下游，紧靠流量计处加装一个固定支架，可以减小管道振幅，某些情况下，还可以同时提高管系的谐振频率（利于仪表电路发挥降噪功能），达到降低振动噪声目的。

（3）调整仪表电路的设定状态，力求排除振动噪声的影响。

6.为什么用于计量目的时，应该采用涡街流量传感器而不应采用变送器？

答：傻瓜涡街流量计的设计方案赋予它很好的抗脏污能力。由于探头外置，简化了旋涡发生体的结构。仪表通流部分没有孔洞，不存在对杂质敏感的间隙，不会由于介质结垢，结晶或介质中杂质沉积而影响仪表正常工作。由于仪表探头是力敏元件，即使探头上有介质结垢或杂质沉积不会影响探头的功能。

7.隔爆型涡街流量计与本安防爆型涡街流量计使用上有何不同？

答：这里，我们暂不讨论它们在系统设计和安装工艺上的不同要求，我们只关注这两种不同防爆型式涡街流量计的不同操作要求和用户的不同感受。首先我们要注意到，由于流量测量的特点，流量仪表的现场调试是难免的。而对于现今国内外生产的涡街流量计而言，通电状态下的现场调试几乎是必不可少的。涡街流量计一般需要现场调整信号增益，触发灵敏度，消除振动干扰等操作。隔爆型涡街流量计不允许通电状态下打开电路壳体，要交替通断电源进行反复调整，既不方便也容易出现差错和危险。当然可以设计成在壳外调整，但结构却复杂了。本安防爆型涡街流量计则可以在通电状态下进行随意的操作，既便利又安全。傻瓜涡街流量计为了用户的便利和安全，自然首选采用本安防爆型设计，但是，傻瓜涡街流量计本来就不需要现场调试，具有采用隔爆型的先天条件。为了适应某些特定的系统的要求，傻瓜涡街流量计也设计了隔爆型。这种隔爆型傻瓜涡街流量计设计了隔爆外壳，同时采用了本安防爆型电路组件和本安防爆的探头，所以，是一种本安-隔爆型流量计。当系统中接入安全栅时，它既本安又隔爆；系统中不设安全栅时，它是隔爆型流量计。

8.涡街流量计测量气体或蒸汽时，需要同时测量介质压力和温度。对压力和温度测点位置有什么要求？

答：压力温度测点，应按照涡街流量计生产厂家在安装使用说明书中指定的位置设置。温度测点应设在流量计后3-5D，太靠近流量计，温度计套管会影响流量计的信号质量，温度测点离流量计太远，则测得温度可能与流量计处温度有差异。压力测点则必须完全按照厂家指定位置设置，否则，会产生附加的测量误差。由于流量计前后有压力差，因此，流量计前后压力不同，介质密度也不同。