山西渦街流量計廠行業(yè)*在線為您服務(wù)

時間：2020-03-05作者：無錫歐百儀表科技有限公司瀏覽：59

一、渦街流量計工作原理及特點渦街流量計是基于卡門渦街原理進行測量的一種具有網(wǎng)際**水平的流量計,由于它具有其他流量計不可兼得的優(yōu)點,自20世紀70年代以來得到了迅速發(fā)展,據(jù)有關(guān)資料顯示,現(xiàn)在日本、歐美等發(fā)達國家使用渦街流量計的比例大幅度上升,已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域?qū)⒃谖磥砹髁績x表中占主導(dǎo)地位,是孔板流量計比較理想的替代產(chǎn)品渦街流量計在測量管道中設(shè)置一個垂直的柱狀物流體通過柱狀物兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦也被稱為卡門渦街。針對渦街流量計在應(yīng)用中出現(xiàn)的關(guān)鍵性問題,主要研究渦街流量計的數(shù)字信號處理方法?？ㄩT渦街的釋放頻率與流體的流動速度及柱狀物的寬度有關(guān),可用下式表中f一卡門渦街的釋放頻率;Sr-傳感器系數(shù)(稱為斯特羅哈數(shù));v-流速;d-柱狀物的寬度由此公式可見,在儀表系數(shù)Sr和柱狀物寬度d不變的情況下,卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,因此,通過測量卡門渦街的釋放頻率就可計算出管道內(nèi)放頻率是根據(jù)旋渦交替地作用于檢測傳感器上的應(yīng)力,通過在它內(nèi)部的壓電元件來檢測出的。


渦街流量計可用來測量液體、氣體、過熱蒸汽、飽和蒸汽，它*特的設(shè)計結(jié)構(gòu),使它可以測量高溫蒸汽，智能型處理器能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)更改，使用溫度/壓力的自動補償及遠程通訊等手段，使其測量的精度水平和便捷性得到很能大的提高，因為這些顯著的優(yōu)點,使渦街流量計目前在石油、化工、冶金、電力、水處理廠等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。巡檢中要檢查保溫管線閥門是否正常、保溫箱是否正常、疏水裝置是否正常、保溫材料包裝是否完好、電伴熱供電元器件是否正常等。渦街流量計作為蒸汽結(jié)算中比較普遍的一種計量方式，其傳感器按檢測方式主要有熱敏式、應(yīng)力式、電容式等，其中電容式具有抗震性強的優(yōu)點，但是價格較高，使用還不普遍，應(yīng)力式具有價格低、量程較寬的優(yōu)點，但也有一些比較致命的弱點，難以克服，潤中儀表是專業(yè)的渦街流量計廠家，在長期的生產(chǎn)與安裝實踐中掌握了大量的經(jīng)驗與技巧，本文就是針對應(yīng)力式渦街流量計使用中存在的問題，提出自己的看法，與大家共同學(xué)習(xí)?！⊥ㄟ^渦街流量計使用中存在的問題，分析影響渦街流量計計量中幾種影響因素，找出解決問題的辦法和改進措施?！　u街流量計的測量包括三個重要參數(shù)：壓力、溫度、頻率。通過三個參數(shù)的測量和蒸汽所處的狀態(tài)計算出蒸汽的噸數(shù)，作為結(jié)算的依據(jù)。



渦街流量計儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系及分段補

? 渦街流量計儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系及分段補償，通過對渦街流量計的儀表常數(shù)隨著流速的變化而略有起伏這個規(guī)律的觀察與總結(jié),建立數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)這個數(shù)學(xué)模型,可以在不同的流速段對儀表常數(shù)做適當?shù)难a償,可以提高渦街流量計的計算精度，該方案通過單片機809C51實現(xiàn)?；蛘哂捎谡{(diào)整之后運行一段時間之后現(xiàn)場情況的再變動，造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關(guān)。 ? ?

　　根據(jù)多年的應(yīng)用經(jīng)驗以及大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)渦街流量計的儀表常數(shù)與流體的流速存在一定的關(guān)系,本文通過尋找渦街流量計儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系,建立了兩者的數(shù)學(xué)模型,在流量計算時對它進行補償,提高了計算精度。

　　1.1　渦街流量計的工作原理

　　渦街流量計是基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計,即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體(渦街流量傳感器中稱之為漩渦發(fā)生體),就會在其下流兩側(cè)產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦,即卡門渦街其漩渦頻率正比于流體速度:

　　1.2　渦街流量計的特點

　　(1)輸出的信號是與流速成正比的脈沖信號,便于數(shù)據(jù)處理和計算機聯(lián)網(wǎng)。

　　(2)量程范圍寬,精度高。

　　(3)無可動部件,可靠性較高,結(jié)構(gòu)簡單,便于安裝維修。

　　(4)檢測元件與被測介質(zhì)不直接接觸,不受流體的化學(xué)性質(zhì)影響,應(yīng)用范圍寬,壽命長。

　　(5)抗干擾能力強,容易進行流量計算,不受流體物理性質(zhì)的影響,給儀表的標定和使用帶來了方便。

　　2　誤差的產(chǎn)生及補償

　　2.1　非線性誤差的產(chǎn)生

　　由于渦街傳感器所測的并不是平均流速,而是漩渦發(fā)生體兩側(cè)的流速。流量計盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時間一長后，由于流量計的下垂非常容易造成流量計于法蘭的密封泄露，若不得已安裝時，必須在流量計的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。對于湍流狀態(tài),不同的雷諾數(shù)下,流速分布規(guī)律是不同的,即不同的流速下具有不同的流速分布,進而說明了渦街流量傳感器檢測到的主要反映漩渦發(fā)生體兩側(cè)的流速,與管道平均流速的關(guān)系不是確定的。這說明渦街流量傳感器的非線性誤差是其檢測機理所決定的。在實際使用時,先繪出傳感器的儀表常數(shù)與流體流速的試驗曲線,據(jù)此得到不同流速段的實際儀表常數(shù)。本文應(yīng)用MCS251單片機系列的89C51將試驗曲線事先固化于流量計的EPROM中,用戶結(jié)合現(xiàn)場具體工作情況通過鍵盤輸入平均儀表常數(shù)KP的值(KP= (Kmax+Kmin) /2),實現(xiàn)了渦街傳感器的非線性修正。

　　2.2　儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系及分段補償

　　我們知道渦街流量計頻率與流量成正比,理論上講,渦街流量計輸出頻率與流速成正比,也就是說儀表常數(shù)恒定。可廣泛用于大、中、小型各種管道給排水、工業(yè)循環(huán)、污水處理，油類及化學(xué)試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽、天然氣及各種介質(zhì)流量的計量。實際上,由于流量計本身的因素導(dǎo)致兩者之間存在一定程度的非線性誤差。鑒此,我們做出了一條儀表常數(shù)與流速的實驗關(guān)系曲線,如圖1所示。圖中各點坐標分別為A(Vmin,1.004 9KP),B(15%Vmax,0.997KP),C(30%Vmax,0.992853KP),D(50%Vmax,0.994883KP),E(75%Vmax,KP),F(Vmax,KP)。

　　針對這種誤差規(guī)律,我們采取分段補償?shù)姆绞竭M行誤差修正。由圖1可以看出,隨著流速的降低,曲線偏離平均值越大,對此我們采用的方法可以達到兩個目的:

　　(1)無論偏差值多大,只要它有規(guī)律可循,就可補償修正,還可以把流量的下限即Vmin在坐標上向左移動,即擴大傳感器的量程。

　　(2)根據(jù)精度要求合理劃分區(qū)間,在誤差大的低流速區(qū)間線段取密一些,在誤差小的高流速區(qū)間可適當將區(qū)間放寬。

　　為了滿足修正后非線性誤差在0. 3%以下的要求,我們根據(jù)理論分析和曲線規(guī)律,分別在12%Vmax、60%Vmax處增加兩點(見圖2),坐標分別為G(12%Vmax,KP),H(60%Vmax,0.998KP)。理由:

　?、賄min/Vmax=8% ~9%;②DE曲線間無拐點且下凹;③AB曲線間無拐點且下凹。這樣,把整個流速范圍分成了六段,如表1。這樣處理后,可修正非線性誤差在0.3%以下。

　　2.3　補償后非線性誤差計算及驗證

　　表2為補償后各段儀表常數(shù)的非線性誤差計算值。

　　下面用某廠生產(chǎn)口徑為Dg80的渦街流量計為例驗證補償效果(產(chǎn)品編號:04150)。表3為原始檢測數(shù)據(jù).

　　2.4　計算流量

　　瞬時流量計算公式:

　　3　系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　3.1　系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能

　　(1)以89C51為**元件,X25045存儲數(shù)據(jù)。

　　(2)采用82C79單片機,可以同時顯示瞬時流量(4位)以及累積流量(6位+2位冪數(shù)),其顯示單位為體積流量。

　　(3)具有掉電檢測、保護功能(HT7044監(jiān)測電壓),掉電后數(shù)據(jù)存入X25045中。

　　(4)具有看門狗功能。

　　(5)采用鍵盤輸入,輸入內(nèi)容包括:儀表常數(shù)、瞬時流量上限、瞬時流量下限等。

　　3.2　主要程序模塊

　　(1)主程序。

　　(2)定時器中斷服務(wù)程序。

　　(3)鍵盤中斷處理子程序。

　　(4)掉電處理子程序。

　　(5)25045讀/寫狀態(tài)寄存器子程序。

　　(6)瞬時流量計算程序SSJS。

　　(7)累積流量計算程序LJJS。

　　(8)量程判別子程序CSDS。

　　用單片機89C51驗證了誤差補償?shù)臄?shù)學(xué)模型,并實現(xiàn)了高精度智能渦街流量積算儀的設(shè)計,通過對儀表常數(shù)的修正使系統(tǒng)的精度有很大的提高,可以使渦街流量積算儀達到0. 5級標準，采用89C51單片機使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性都得到了提高,82C79**的鍵盤顯示接口芯片,代替單片機完成鍵盤和顯示器的許多接口操作,X25045可以將數(shù)據(jù)實時存儲起來，系統(tǒng)軟硬件設(shè)計合理、可行,具有工程實用**。一，渦街流量計技術(shù)基礎(chǔ)理論研究：新的測試理論和方法研究、人工智能理論研究、頻率基溯源與標準器獲得方法研究、新型測控總線及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究、測量與儀器標準的研究與制定等都是今后在理論研究方面的重點。







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