渦街流(liu)量計應(ying)用常見(jian)問題及(ji)分析
1.1現(xian)象一：示(shi)值穩定(ding)，趨勢清(qing)晰，但誤(wu)差明顯(xian)
分析：DCS中(zhong)設置、組(zu)态錯誤(wu)。
開方運(yun)算爲最(zui)常見錯(cuo)誤，也常(chang)見溫壓(ya)換算公(gong)式、密度(du)查詢公(gong)式錯誤(wu)，修正錯(cuo)誤即可(ke)。

1.2現象二(er)：開車時(shi)，示值爲(wei)零，工藝(yi)正常時(shi)，測量正(zheng)常；但在(zai)👨‍❤️‍👨正常生(sheng)産中，流(liu)量稍小(xiao)就回零(ling)，流量大(da)時，測量(liang)正㊙️常
分(fen)析：流量(liang)計測量(liang)下限高(gao)于開車(che)時的小(xiao)流量，問(wen)題在于(yu)：流量計(ji)口徑規(gui)格偏大(da)，或流量(liang)計自身(shen)下限偏(pian)高。
調高(gao)靈敏度(du)可降低(di)下限，但(dan)很可能(neng)發生無(wu)流量、有(you)示值的(de)情🤟況發(fa)生，原因(yin)在于：高(gao)靈敏度(du)下，幹擾(rao)被誤☁️識(shi)爲渦街(jie)信号⁉️，應(ying)換裝更(geng)小口徑(jing)規格産(chan)品，以增(zeng)強流量(liang)信号，但(dan)可能引(yin)發現象(xiang)三問題(ti)。因♈此更(geng)換具有(you)更低測(ce)量下限(xian)的産品(pin)是更好(hao)的辦法(fa)。

注釋：
第(di)二種現(xian)象，是選(xuan)了最好(hao)的渦街(jie)，像熟知(zhi)的愛默(mo)生💋和橫(heng)河的渦(wo)街，一般(ban)就是開(kai)車的時(shi)候沒流(liu)量，等開(kai)🌈車成功(gong)正常生(sheng)産了流(liu)量計就(jiu)好好的(de)了。
　　想要(yao)解決這(zhe)個問題(ti)，隻有辦(ban)法，那自(zi)由提升(sheng)靈敏度(du)，那提高(gao)了㊙️靈💯敏(min)度以後(hou)，渦街的(de)下限就(jiu)下去了(le)，但這麽(me)搞就會(hui)發生渦(wo)街歸不(bu)0，沒有流(liu)量也有(you)指示，這(zhe)個惹的(de)麻煩就(jiu)會更大(da)。
　　還有一(yi)種解決(jue)方案就(jiu)是換小(xiao)口徑的(de)表，那也(ye)是相✨當(dang)麻煩，得(de)重新買(mai)重新配(pei)管重新(xin)安裝。口(kou)徑變小(xiao)，測量下(xia)限也變(bian)低👈了，流(liu)量可🚩以(yi)測到了(le)，但是你(ni)這麽做(zuo)了以後(hou)🍓，往往會(hui)發生這(zhe)個問題(ti)。
1.3現象三(san)：流量大(da)時，誤差(cha)嚴重，甚(shen)至發生(sheng)體/傳感(gan)器斷裂(lie)
分析：渦(wo)街的穩(wen)定性随(sui)流速升(sheng)高呈現(xian)穩定性(xing)變差的(de)趨🔞勢，如(ru)不能有(you)效抑制(zhi)，将産生(sheng)漏計漩(xuan)渦個數(shu)的情形(xing)🍉，即“漏波(bo)”現象，常(chang)見流量(liang)超上限(xian)後，流量(liang)越大、示(shi)值越小(xiao)👨‍❤️‍👨的“倒走(zou)”現象，呈(cheng)現超常(chang)誤差，更(geng)大的風(feng)險在于(yu)傳感器(qi)/渦街發(fa)生體斷(duan)裂。
在此(ci)，首先必(bi)須解除(chu)渦街發(fa)生體及(ji)渦街傳(chuan)感器的(de)🐕斷裂風(feng)險，必須(xu)更換更(geng)大口徑(jing)規格，但(dan)易引發(fa)現象🈲二(er)。
因此，更(geng)換具有(you)更高測(ce)量上限(xian)的産品(pin)是更好(hao)的解決(jue)♉方法。

注(zhu)釋：
　　流量(liang)小的時(shi)候蠻好(hao)的，流量(liang)大的時(shi)候誤差(cha)非常大(da)，大㊙️到負(fu)百分之(zhi)幾十。因(yin)爲渦街(jie)他有個(ge)特有度(du)現象☀️，當(dang)流😍量大(da)🔞于它的(de)測🏃量範(fan)圍的時(shi)候，真正(zheng)的測量(liang)能力，渦(wo)街會出(chu)現倒走(zou)現象，就(jiu)是流量(liang)越大指(zhi)示越小(xiao)，這也是(shi)渦街特(te)有的漏(lou)波現象(xiang)。還有更(geng)嚴重的(de)情況🌈，就(jiu)是發生(sheng)體或者(zhe)傳感器(qi)斷裂，高(gao)速砸向(xiang)下遊。如(ru)果下遊(you)是非常(chang)昂貴的(de)設備，那(na)這個禍(huo)就惹的(de)大🤩了，這(zhe)種現象(xiang)的後果(guo)非常嚴(yan)重，得想(xiang)盡辦法(fa)去避免(mian)這種現(xian)象的發(fa)生。
　　下面(mian)這兩張(zhang)圖就是(shi)渦街漏(lou)波的原(yuan)因，因爲(wei)渦街越(yue)強的時(shi)候越🌍不(bu)穩定，不(bu)穩定就(jiu)是信号(hao)幅度大(da)大小😘小(xiao)，小到有(you)些信号(hao)無🌐法被(bei)觸發器(qi)識别。通(tong)過把頻(pin)率信号(hao)變🤞成方(fang)波🍓以後(hou)，可以數(shu)出漩渦(wo)個數，然(ran)而跟真(zhen)正的渦(wo)街個數(shu)相比，少(shao)了44.3%。
1.4現象(xiang)四：無流(liu)量，有示(shi)值；調整(zheng)後，零點(dian)穩定，但(dan)有流量(liang)🆚，也📞無示(shi)值
分析(xi)：無流量(liang)時，渦街(jie)流量計(ji)輸出的(de)是幹擾(rao)信号，通(tong)🌈過降🏃‍♂️低(di)靈敏㊙️度(du)舍棄幹(gan)擾，可使(shi)流量計(ji)歸零，但(dan)如幹擾(rao)信号的(de)強度高(gao)于最大(da)流量的(de)渦街信(xin)号，意味(wei)着：舍棄(qi)幹擾的(de)同時，流(liu)量信号(hao)也完全(quan)被舍棄(qi)，流量計(ji)不可用(yong)。
振動幹(gan)擾下，半(ban)水煤氣(qi)總管渦(wo)街信号(hao)（管徑2200mm）


高(gao)分辨率(lü)幹擾信(xin)号頻譜(pu)識别及(ji)抑制系(xi)統提取(qu)的🔴渦街(jie)信🔞号，流(liu)💛速0.25至1m/s
注(zhu)釋：
第四(si)種現象(xiang)，非常嚴(yan)重，會讓(rang)用戶覺(jiao)得自己(ji)是上當(dang)受👈騙了(le)。沒有流(liu)量的，卻(que)有指示(shi)，通過調(diao)整靈敏(min)度以後(hou)，零點穩(wen)㊙️定了，但(dan)有流量(liang)❤️的時候(hou)流量計(ji)也沒有(you)指🍓示了(le)，這個是(shi)最♍頭疼(teng)的事了(le)。
1.5現象五(wu)：示值波(bo)動異常(chang)，誤差大(da)
分析：直(zhi)管段不(bu)足、安裝(zhuang)偏心過(guo)大、大尺(chi)寸異物(wu)挂/附、氣(qi)液共存(cun)🏃‍♀️等破壞(huai)卡門渦(wo)街的産(chan)生條件(jian)，流量計(ji)将亂流(liu)、雜亂漩(xuan)渦誤識(shi)爲渦街(jie)信号

高(gao)爐煤氣(qi)，管徑600mm，運(yun)行6個月(yue)後，不能(neng)産生卡(ka)門渦街(jie)

清理探(tan)頭後，測(ce)量準确(que)
注釋：
第(di)五種現(xian)象，示值(zhi)波動很(hen)大，誤差(cha)也很大(da)。比方說(shuo)閥👄門🐉、壓(ya)縮機、泵(beng)、任何東(dong)西都沒(mei)動過，流(liu)量不應(ying)該出現(xian)大的波(bo)動❤️，但是(shi)流量📞指(zhi)示就是(shi)不對，這(zhe)個時候(hou)往往就(jiu)是因爲(wei)上面說(shuo)列舉的(de)幾個原(yuan)因。
下面(mian)的圖片(pian)是一個(ge)典型的(de)髒污影(ying)響測量(liang)的問題(ti)，這個高(gao)爐🌈煤氣(qi)，用了一(yi)段時間(jian)以後，突(tu)然指示(shi)不對了(le)，完📞全找(zhao)不到渦(wo)街信号(hao)，通過在(zai)線檢測(ce)手段，判(pan)斷出探(tan)頭📐堵了(le)，拆下後(hou)，手指摳(kou)幹淨裝(zhuang)上，渦街(jie)立馬出(chu)來了，很(hen)穩定。
1.6現(xian)象六：流(liu)量變化(hua)，而示值(zhi)基本不(bu)變，或變(bian)化混亂(luan)，已不能(neng)反應❓流(liu)量變化(hua)趨勢
分(fen)析：振動(dong)幹擾、電(dian)磁幹擾(rao)信号強(qiang)度超越(yue)最大流(liu)量下的(de)✍️渦街♋信(xin)㊙️号強度(du)，流量計(ji)輸出的(de)是幹擾(rao)信号頻(pin)率，與渦(wo)街頻率(lü)無關，因(yin)而‼️與流(liu)量無關(guan)、包絡線(xian)含流量(liang)信息，其(qi)他爲幹(gan)擾

注釋(shi)：
第六種(zhong)現象，流(liu)量在變(bian)，但示值(zhi)始終都(dou)沒有變(bian)化，遇到(dao)這個問(wen)題⛹🏻‍♀️，毫無(wu)疑問隻(zhi)能退貨(huo)處理。
　　這(zhe)個隻有(you)兩種原(yuan)因，一種(zhong)是振動(dong)幹擾，另(ling)一種是(shi)電磁幹(gan)擾。簡☂️單(dan)的就是(shi)幹擾信(xin)号，把渦(wo)街信号(hao)給壓制(zhi)掉了，所(suo)以流量(liang)在怎麽(me)變，流量(liang)計示值(zhi)都隻是(shi)顯示💞的(de)幹擾信(xin)号。
問題(ti)的彙總(zong)分析
問(wen)題的嚴(yan)重程度(du)
現象一(yi) ~ 現象六(liu)，依次遞(di)增
問題(ti)的總結(jie)分析
非(fei)渦街流(liu)量計問(wen)題?現象(xiang)一
測量(liang)上限不(bu)足帶來(lai)的問題(ti)?現象三(san)
測量下(xia)限過高(gao)帶來的(de)問題?現(xian)象二、現(xian)象四、現(xian)象六
安(an)裝及流(liu)體條件(jian)帶來的(de)問題?現(xian)象五
根(gen)據經驗(yan)，8成以上(shang)的運行(hang)不良，源(yuan)于渦街(jie)流量計(ji)的🚶‍♀️測☂️量(liang)下🌈限高(gao)于欲測(ce)流量
現(xian)象二：渦(wo)街流量(liang)計測量(liang)下限高(gao)于開車(che)時的小(xiao)流量，低(di)于常用(yong)流量。
現(xian)象四：渦(wo)街流量(liang)計測量(liang)下限高(gao)于常用(yong)流量。
現(xian)象六：渦(wo)街流量(liang)計測量(liang)下限遠(yuan)高于欲(yu)測流量(liang)範㊙️圍🌈。
渦(wo)街流量(liang)計的測(ce)量下限(xian)并非固(gu)定值，與(yu)流體工(gong)況密🌂度(du)🐕及現場(chang)振動幹(gan)擾/電磁(ci)幹擾強(qiang)度密切(qie)相關。
密(mi)度下降(jiang)n倍，下限(xian)升高?n倍(bei)。
幹抗升(sheng)高n倍，下(xia)限升高(gao)?n倍。
　　根據(ju)的工程(cheng)經驗，對(dui)于工藝(yi)專業給(gei)出的最(zui)小流量(liang)、最大流(liu)量‼️(或量(liang)程)要求(qiu)，應根據(ju)情況，在(zai)渦街流(liu)量計的(de)口💞徑選(xuan)擇時，留(liu)出“容錯(cuo)”餘量。
渦(wo)街流量(liang)計的測(ce)量下限(xian)，應爲工(gong)藝提出(chu)的最小(xiao)流量的(de)1/3-1/10，依據工(gong)藝數據(ju)的可信(xin)度。
常見(jian)現場道(dao)振動幹(gan)撫，可按(an)照0.2-0.5g估算(suan)，常取決(jue)于動設(she)備的性(xing)🐆能🔅及‼️安(an)裝水平(ping)，風管按(an)動強度(du)可高達(da)2g-5g。
渦街流(liu)量計的(de)測量上(shang)限，應爲(wei)工藝提(ti)出的最(zui)大流量(liang)3倍以上(shang)🙇‍♀️。
容錯餘(yu)量直接(jie)受限于(yu)渦街流(liu)量計的(de)量程比(bi)性能指(zhi)标。
問題(ti)的解答(da)
　　首要的(de)事項，是(shi)根據工(gong)藝要求(qiu)選擇正(zheng)确的口(kou)徑規格(ge)，以得到(dao)滿足工(gong)藝要求(qiu)的測量(liang)範圍，即(ji)足夠的(de)測量限(xian)。
　　渦街流(liu)量計爲(wei)速度式(shi)流量計(ji)，應采用(yong)工況流(liu)速進行(hang)✨測量範(fan)圍的性(xing)能核算(suan)及審查(cha)。
關于測(ce)量下限(xian)的核算(suan)
　　流量低(di)于下限(xian)，最好的(de)結果是(shi)示值爲(wei)零，與其(qi)他模拟(ni)式流量(liang)計不同(tong)，已不能(neng)反應流(liu)量趨勢(shi)，而非精(jing)度下降(jiang)！因此㊙️必(bi)須🏃🏻留出(chu)足夠的(de)下限餘(yu)量。
　　代表(biao)小流量(liang)的是低(di)頻信号(hao)，而非微(wei)弱信号(hao)，因此，常(chang)用👨‍❤️‍👨的“小(xiao)信号截(jie)除”穩定(ding)零點的(de)措施對(dui)渦街基(ji)本無效(xiao)。
　　渦街的(de)測量下(xia)限通常(chang)由下列(lie)四個因(yin)素共同(tong)制約，實(shi)際下限(xian)必須取(qu)四個因(yin)素決定(ding)的最差(cha)值，最差(cha)值通常(chang)源于❓抗(kang)振性能(neng)的限制(zhi)，因此表(biao)現出“渦(wo)街最怕(pa)振動”的(de)共識
雷(lei)諾數下(xia)限的限(xian)制：
信号(hao)處理系(xi)統的低(di)端頻響(xiang)限制：，直(zhi)接查詢(xun)
信号處(chu)理系統(tong)的增益(yi)及抗幹(gan)擾能力(li)的限制(zhi)
基于抗(kang)振性能(neng)認證指(zhi)标及現(xian)場振動(dong)強度的(de)流速測(ce)量下限(xian)的核算(suan)：
Vmin_1 →基于雷(lei)諾限制(zhi)的工況(kuang)流速下(xia)限（m/s）
Rd_min→爲保(bao)證标稱(cheng)精度，所(suo)需的最(zui)小雷諾(nuo)數
μ →流體(ti)在工況(kuang)下的動(dong)力粘度(du)（cp或mpa.s）
ρ →流體(ti)工況密(mi)度（kg/m3）
D→管道(dao)内徑（mm）
Vmin_4→ 基(ji)于抗振(zhen)性能認(ren)證指标(biao)及現場(chang)管道振(zhen)動強度(du)的流速(su)📱下限（m/s）
V0→認(ren)證時的(de)時速下(xia)限（m/s）
VIf→預計(ji)的現場(chang)管道振(zhen)動幹擾(rao)強度（g）
ρ0→認(ren)證時的(de)流體工(gong)況密度(du)（kg/m3）
VIo→認證的(de)抗振動(dong)幹擾強(qiang)度性能(neng)（g）
ρ→現場流(liu)體工況(kuang)密度（kg/m3）
Vmin_3→ 基(ji)于信号(hao)處理系(xi)統抗幹(gan)擾能力(li)的流速(su)下限（m/s）
C→常(chang)數，由信(xin)号處理(li)系統的(de)增益及(ji)抗幹擾(rao)能力共(gong)同決定(ding)，各産🐅品(pin)存在明(ming)顯差異(yi)
ρ→流體工(gong)況密度(du)（kg/m3）
關于測(ce)量上限(xian)的核算(suan)關于測(ce)量上限(xian)的核算(suan)
　　流量高(gao)于上限(xian)，最好的(de)結果是(shi)因“漏波(bo)”“倒走”産(chan)生的🏃🏻超(chao)常誤差(cha)，更有可(ke)能緻使(shi)傳感器(qi)壽命縮(suo)短，甚至(zhi)發生體(ti)或傳感(gan)器斷裂(lie)🐅的現象(xiang)，威脅下(xia)遊設備(bei)的安全(quan)，因此必(bi)須留出(chu)足夠的(de)上限餘(yu)量。
渦街(jie)的測量(liang)上限通(tong)常由下(xia)列兩個(ge)因素共(gong)同制約(yue)：
1.信号處(chu)理系統(tong)高端頻(pin)響、渦街(jie)發生體(ti)及傳感(gan)器的結(jie)構🌂承受(shou)能🔞力的(de)限制，通(tong)常可直(zhi)接采用(yong)制造商(shang)提📱供的(de)上限值(zhi)
2.工藝要(yao)求的壓(ya)力損失(shi)極限限(xian)制：

?P流量(liang)計産生(sheng)的永久(jiu)壓力損(sun)失（kPa）
Cd 渦街(jie)流量計(ji)阻力系(xi)數，由其(qi)結構決(jue)定
V流體(ti)工況流(liu)速，通常(chang)取最高(gao)流速（m/s）
ρ流(liu)體工況(kuang)密度（kg/m3）
　　渦(wo)街對于(yu)易氣化(hua)的液态(tai)流體，如(ru)液氨、LNG、乙(yi)醇等，應(ying)确保足(zu)夠高的(de)🐅上遊壓(ya)力或足(zu)夠低的(de)溫度，以(yi)避免氣(qi)腐蝕現(xian)象的發(fa)生。公⭐認(ren)的下遊(you)最低壓(ya)力Pdmin可采(cai)用下式(shi)計算：

Pd min_  →下(xia)遊最低(di)壓力限(xian)（kPa_a）-絕對壓(ya)力

P vap → 流體(ti)在工況(kuang)溫度下(xia)的飽和(he)蒸汽壓(ya)（kPa_a）-絕對壓(ya)力
?P  →總壓(ya)降（kPa）
Cd →渦街(jie)流量計(ji)阻力系(xi)數，由其(qi)結構決(jue)定
V →流體(ti)工況流(liu)速，通常(chang)取最高(gao)流速（m/s）
ρ →流(liu)體工況(kuang)密度（kg/m3）
C1 →制(zhi)造商提(ti)供的常(chang)數，取決(jue)于儀表(biao)結構（無(wu)量綱）
C2 →制(zhi)造商提(ti)供的常(chang)數，取決(jue)于儀表(biao)結構（無(wu)量綱）
安(an)裝條件(jian)的審核(he)
謹慎審(shen)核制造(zao)商要求(qiu)的直管(guan)段需求(qiu)
　　由于缺(que)乏試驗(yan)數據及(ji)各産品(pin)結構差(cha)異，許多(duo)制造商(shang)🚩照搬GB/T 2624.2-2006之(zhi)前的孔(kong)闆直管(guan)段需求(qiu)，制造商(shang)制造商(shang)提出的(de)直管段(duan)需求或(huo)許已經(jing)過低。
　　不(bu)足的直(zhi)管段，輕(qing)則導緻(zhi)漩渦強(qiang)度不穩(wen)定，産生(sheng)難以接(jie)受的誤(wu)差；重則(ze)不能産(chan)生卡門(men)渦街，連(lian)流量趨(qu)勢也不(bu)能反映(ying)。避免不(bu)滿管的(de)安裝位(wei)置液體(ti)不滿管(guan)，可能導(dao)緻傳感(gan)器不能(neng)拾取✔️渦(wo)街信号(hao)，産生難(nan)以接受(shou)的誤差(cha)，甚至連(lian)流量趨(qu)勢也不(bu)能反映(ying)。
　　氣體管(guan)線下部(bu)存有液(ye)體時，氣(qi)體産生(sheng)的渦街(jie)緻使🐆液(ye)體⛱️飛濺(jian)，産生的(de)幹擾往(wang)往遠超(chao)氣體渦(wo)街信号(hao)強☂️度，緻(zhi)使流🤩量(liang)趨勢也(ye)不能反(fan)映。

須謹(jin)慎考量(liang)的創新(xin)
大口徑(jing)/低流速(su)的應用(yong)問題
　　由(you)于K系數(shu)與渦街(jie)流量計(ji)流通管(guan)内徑呈(cheng)反比，對(dui)于相同(tong)🈲流速，呈(cheng)📞現口徑(jing)規格越(yue)大，渦街(jie)頻率越(yue)低的規(gui)律，在選(xuan)用DN200及以(yi)上口徑(jing)規格的(de)滿管式(shi)渦街流(liu)量計時(shi)，可能出(chu)現渦街(jie)頻率與(yu)流速波(bo)動頻率(lü)相近甚(shen)至相同(tong)的情形(xing)，緻使渦(wo)街頻率(lü)無法正(zheng)确識别(bie)，産生難(nan)🥰以接受(shou)的測量(liang)誤差，這(zhe)種情形(xing)出現的(de)概率随(sui)口徑規(gui)格的增(zeng)大🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及㊙️流(liu)速的降(jiang)低而升(sheng)高，因此(ci)更易出(chu)現在大(da)口徑液(ye)體檢測(ce)的應用(yong)之中，這(zhe)正是大(da)多數制(zhi)🤞造商不(bu)生産DN300以(yi)上規格(ge)滿管式(shi)渦街流(liu)量計的(de)真正原(yuan)因。
自帶(dai)壓力檢(jian)測的問(wen)題
　　由于(yu)渦街流(liu)量計流(liu)通管内(nei)部流場(chang)呈現劇(ju)變的流(liu)場，依據(ju)💔伯💯努利(li)方程即(ji)可判定(ding)：在渦街(jie)本體管(guan)壁上取(qu)得的壓(ya)力，與真(zhen)實的管(guan)道靜壓(ya)必定存(cun)在明顯(xian)差異，并(bing)且，其差(cha)值與流(liu)體的流(liu)量/密度(du)/粘度等(deng)特性密(mi)🔅切關聯(lian)，當前缺(que)乏試驗(yan)數據證(zheng)明自帶(dai)壓力檢(jian)測的🐇誤(wu)差可信(xin)度。

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