涡街流量计介绍(3)

1. 安装注意事项

　　VSF属于对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉动等敏感的流量计，因此，对现场管道安装条件应充分重视，遵照生产厂使用说明书的要求执行。
　　VSF可安装在室内或室外。如果安装在地井里，有水淹的可能，要选用涎水型传感器。传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，但测量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰，安装位置要注意，如图16所示。

图16 混相流体的安装
（a） 测量含液体的气体流量仪表安装；
（b） 测量含气液体流量仪表安装

　　VSF必须保证上、下游直管段有必要的长度，如图17所示。在各种资料中数据有差异，其原因可能是，旋涡发生体尚未标准化，形状尺寸的差异有多少影响尚待验证；对各类阻流件必要的直管段长度试验研究尚不够，即还不成熟，对比节流式差压流量计，这方面工作还处于初始阶段。

图17 涡街流量计对上、下游直管段长度的要求
（a）一个90^o弯头；（b）同心扩管；（c）同心收缩全开阀门；（d）不同平面两个90^o弯头；
（e）调节阀半开阀门；（f）同一平面两个90^o弯头

　　传感器与管道的连接如图18所示。在与管道连接时要注意以下问题。

图18 传感器与管道的连接

　　1） 上、下游配管内径D与传感器内径D`相同，其差异满足下述条件：0.95D≤D`≤1.1D。
　　2） 配管应与传感器同心，同轴度应小于0.05D`。
　　3） 密封垫不能凸入管道内，其内径可比传感器内径大1～2mm。
　　4） 如需断流检查与清洗传感器，应设置旁通管道如图19所示。

图19 旁通管道示意图

　　5） 减小振动对VSF的影响应该作为VSF现场安装的一个突出问题来关注。首先在选择传感器安装场所时尽量注意避开振动源。其次采用弹性软管连接在小口径中可以考虑。第三，加装管道支撑物是有效的减振方法，一种管道支撑方法如图20所示。

图20 安装管道支持举例

　　成套安装，包括前后直管段，流动调整器等是保证获得高精确度测量的一个措施，特别这些装配在制造厂进行更能保证安装的质量，图21所示为一安装实例。

图21 高精度测量的配管安装

　　电气安装应注意传感器与转换器之间采用屏蔽电缆或低噪声电缆连接，其距离不应超过使用说明书的规定。布线时应远离强功率电源线，尽量用单独金属套管保护。应遵循"一点接地"原则，接地电阻应小于10Ω。整体型和分离型都应在传感器侧接地，转换器外壳接地点应与传感器"同地"。

2. 使用注意事项

　　（1）现场安装完毕通电和通流前的检查

　　1）主管和旁通管上各法兰、阀门、测压孔、测温孔及接头应无渗漏现象；
　　2）管道振动情况是否符合说明书规定；
　　3）传感器安装是否正确？各部分电气连接是否良好？

　　（2）接通电源静态调试

　　在通电不通流时转换器应无输出，瞬时流量指示为零，累积流量无变化，否则首先检查是否因信号线屏蔽或接地不良，或管道震动强烈而引入干扰信号。如确认不是上述原因时，可调整转换器内电位器，降低放大器增益或提高整形电路触发电平，直至输出为零。

　　（3）通流动态调试

　　关旁通阀，打开上下游阀门，流动稳定后转换器输出连续的脉宽均匀的脉冲，流量指示稳定无跳变，调阀门开度，输出随之改变。否则应细致检查并调整电位器直至仪表输出既无误触发又无漏脉冲为止。如仪表有故障可参照表7解决。

　　（4）仪表系数修正

　　VSF的仪表系数是在实验室条件下校验的，现场使用时工作条件偏离实验室条件应对仪表系数进行修正
　　　　K_VO=f/q_v 脉冲数/m³ (16)
　　　　K_V=E_tE_RE_DK_VO(17)
式中 K_VO，K_V--分别为实验室条件和现场工作条件下的仪表系数；
　　 E_t--温度修正系数；
　　 E_R--雷诺数修正系数；
　　 E_D--管径修正系数。
　　其余符号同前。
　　温度修正系数E_t
　　　　　　　　　　E_t=1/[1+(2α_b+α_x)(t-t_o)] （18）
式中 α_b，α_x--分别为传感器表体和旋涡发生体的材料线膨胀系数，（^oC·mm）^-1；
　　 t，t_o--分别为工作温度和校验温度，^oC。
　　雷诺数修正系数E_R
　　在扩大测量范围使用时，当测量超出规定的下限雷诺数时，应对仪表系数进行雷诺数修正，表6是某厂提供的数据（由于旋涡发生体未标准化，各插关内数据可能有差异）。

表6 雷诺数修正系数ER

　　管径修正系数E_D
　　配管直径应符合规定范围，这时对配管与传感器表体内径的实际偏差可用管径修正系数E_D修正之。
　　　　　　　　　　　　　　E_D=（DN/D）2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（19）
式中 DN--传感器表体实际内径，mm；
　　D--配管内径，mm。

⑸ 故障现象、原因及排除方法

　　VSF有多种检测方式，传感器和测量电路差别也较大，但仪表常见的故障有共性，现列举若干仪表故障及其对策如表7所示。

表7 故障处理

七、标准和检定规程

　　虽然VSF在通用流量计中是很年轻的流量计，我国早在80年代就制订了VSF专业标准（ZBN 12008-89）和检定规程JJG 620-89，说明它受到行业的重视。专业标准于1998年进行了修订，改变为JB/T 9249-1999。检定规程则与其他速度式流量计的坚定规程合并为一个新的检定规程JJG 198-94，不过由于新规程包括了众多种类速度式流量计（达8种之多！），在规定中VSF的一些特点就难以照顾到了，因此感觉有的规定不具体或完全没有规定，执行起来有些困难。JJG 620-89还有一定参考价值。

　　国外对VSF标准制订亦很重视，90年代初国际标准化组织（ISO）即成立起草工作组起草VSF国际标准，1993年提出委员会草案（ISO/CD 12764），至1997年颁布为技术报告（ISO/TR 12764：1997）。由于种种原因ISO把不宜作为国际标准的一些文件列为技术报告，例如得不到足够支持率的文件，技术尚在发展还不够成熟或作为参考资料提供等等，看来VSF文件还不够成熟暂时尚不能作为国际标准发布。工业发达国家如美、日皆制订有VSF国家标准（ASME/ANSI MFC-6M-1987和JIS Z8766-1989）。

参考文献

1. 川田裕郎等，流量测量手册。北京：计量出版社，1982
2. JB/T 9249-1999 涡街流量传感器
3. JJG 198-94 速度式流量计检定规程
4. ASME/ANSI MFC-6M-1987 Measurement of Fluid Flow in Pipes Using Vortex Flow Meters
5. JIS Z8766-1989 涡流量计によゐ流量测定方法
6. 刘欣荣 流量计 北京：水利电力出版社，1990
7. Miller，R.W著 流量测量工程手册 孙延祚译 北京：机械工业出版社，1990
8. ISO/TR 12764：1997 Measurement of fluid flow in closed conduits-Flowrate measurement by 　 mean of Vortex shedding flowmeters inserted in circular cross-section Conduits running 　　 full
9. 姜仲霞 流体振动流量计 世界仪表与自动化 1997，1（1）：48，1997，1（2）：37
10. 孙淮清 姜仲霞 涡街流量计㈠，㈡。自动化仪表 1998，（9）：43，1998（10）：42
11. 菲波公司、上海华强仪表有限公司、YOKOGAWA、Endresst Hauser、北京博思达仪器仪表有限公司等　　产品样本和使用说明书