山西渦街流量計(jì)廠行業(yè)*在線為您服務(wù)

時(shí)間：2020-03-05作者：無(wú)錫歐百儀表科技有限公司瀏覽：53

一、渦街流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)渦街流量計(jì)是基于卡門(mén)渦街原理進(jìn)行測(cè)量的一種具有網(wǎng)際**水平的流量計(jì),由于它具有其他流量計(jì)不可兼得的優(yōu)點(diǎn),自20世紀(jì)70年代以來(lái)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(dá)國(guó)家使用渦街流量計(jì)的比例大幅度上升,已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?qū)⒃谖磥?lái)流量?jī)x表中占主導(dǎo)地位,是孔板流量計(jì)比較理想的替代產(chǎn)品渦街流量計(jì)在測(cè)量管道中設(shè)置一個(gè)垂直的柱狀物流體通過(guò)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(chēng)為卡門(mén)渦街。針對(duì)渦街流量計(jì)在應(yīng)用中出現(xiàn)的關(guān)鍵性問(wèn)題,主要研究渦街流量計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理方法?？ㄩT(mén)渦街的釋放頻率與流體的流動(dòng)速度及柱狀物的寬度有關(guān),可用下式表中f一卡門(mén)渦街的釋放頻率;Sr-傳感器系數(shù)(稱(chēng)為斯特羅哈數(shù));v-流速;d-柱狀物的寬度由此公式可見(jiàn),在儀表系數(shù)Sr和柱狀物寬度d不變的情況下,卡門(mén)渦街的頻率與流體的流速成正比,因此,通過(guò)測(cè)量卡門(mén)渦街的釋放頻率就可計(jì)算出管道內(nèi)放頻率是根據(jù)旋渦交替地作用于檢測(cè)傳感器上的應(yīng)力,通過(guò)在它內(nèi)部的壓電元件來(lái)檢測(cè)出的。


渦街流量計(jì)可用來(lái)測(cè)量液體、氣體、過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽，它*特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),使它可以測(cè)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(dòng)補(bǔ)償及遠(yuǎn)程通訊等手段，使其測(cè)量的精度水平和便捷性得到很能大的提高，因?yàn)檫@些顯著的優(yōu)點(diǎn),使渦街流量計(jì)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(mén)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(jì)作為蒸汽結(jié)算中比較普遍的一種計(jì)量方式，其傳感器按檢測(cè)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(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格較高，使用還不普遍，應(yīng)力式具有價(jià)格低、量程較寬的優(yōu)點(diǎn)，但也有一些比較致命的弱點(diǎn)，難以克服，潤(rùn)中儀表是專(zhuān)業(yè)的渦街流量計(jì)廠家，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)與安裝實(shí)踐中掌握了大量的經(jīng)驗(yàn)與技巧，本文就是針對(duì)應(yīng)力式渦街流量計(jì)使用中存在的問(wèn)題，提出自己的看法，與大家共同學(xué)習(xí)?！⊥ㄟ^(guò)渦街流量計(jì)使用中存在的問(wèn)題，分析影響渦街流量計(jì)計(jì)量中幾種影響因素，找出解決問(wèn)題的辦法和改進(jìn)措施?！　u街流量計(jì)的測(cè)量包括三個(gè)重要參數(shù)：壓力、溫度、頻率。通過(guò)三個(gè)參數(shù)的測(cè)量和蒸汽所處的狀態(tài)計(jì)算出蒸汽的噸數(shù)，作為結(jié)算的依據(jù)。



渦街流量計(jì)儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系及分段補(bǔ)

? 渦街流量計(jì)儀表常數(shù)與流體流速的關(guān)系及分段補(bǔ)償，通過(guò)對(duì)渦街流量計(jì)的儀表常數(shù)隨著流速的變化而略有起伏這個(gè)規(guī)律的觀察與總結(jié),建立數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)這個(gè)數(shù)學(xué)模型,可以在不同的流速段對(duì)儀表常數(shù)做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償,可以提高渦街流量計(jì)的計(jì)算精度，該方案通過(guò)單片機(jī)809C51實(shí)現(xiàn)?；蛘哂捎谡{(diào)整之后運(yùn)行一段時(shí)間之后現(xiàn)場(chǎng)情況的再變動(dòng)，造成指示問(wèn)題、這部分原因主要同問(wèn)題④、⑤有關(guān)。 ? ?

　　根據(jù)多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)渦街流量計(jì)的儀表常數(shù)與流體的流速存在一定的關(guān)系,本文通過(guò)尋找渦街流量計(jì)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(jì)算時(shí)對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)償,提高了計(jì)算精度。

　　1.1　渦街流量計(jì)的工作原理

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

　　1.2　渦街流量計(jì)的特點(diǎn)

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

　　(2)量程范圍寬,精度高。

　　(3)無(wú)可動(dòng)部件,可靠性較高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于安裝維修。

　　(4)檢測(cè)元件與被測(cè)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(zhǎng)。

　　(5)抗干擾能力強(qiáng),容易進(jìn)行流量計(jì)算,不受流體物理性質(zhì)的影響,給儀表的標(biāo)定和使用帶來(lái)了方便。

　　2　誤差的產(chǎn)生及補(bǔ)償

　　2.1　非線性誤差的產(chǎn)生

　　由于渦街傳感器所測(cè)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(jì)盡量避免在架空的非常長(zhǎng)的管道上安裝，這樣時(shí)間一長(zhǎng)后，由于流量計(jì)的下垂非常容易造成流量計(jì)于法蘭的密封泄露，若不得已安裝時(shí)，必須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。對(duì)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(jìn)而說(shuō)明了渦街流量傳感器檢測(cè)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(shuō)明渦街流量傳感器的非線性誤差是其檢測(cè)機(jī)理所決定的。在實(shí)際使用時(shí),先繪出傳感器的儀表常數(shù)與流體流速的試驗(yàn)曲線,據(jù)此得到不同流速段的實(shí)際儀表常數(shù)。本文應(yīng)用MCS251單片機(jī)系列的89C51將試驗(yàn)曲線事先固化于流量計(jì)的EPROM中,用戶結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體工作情況通過(guò)鍵盤(pán)輸入平均儀表常數(shù)KP的值(KP= (Kmax+Kmin) /2),實(shí)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(bǔ)償

　　我們知道渦街流量計(jì)頻率與流量成正比,理論上講,渦街流量計(jì)輸出頻率與流速成正比,也就是說(shuō)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(lèi)及化學(xué)試劑以及壓縮空氣、飽和及過(guò)熱蒸汽、天然氣及各種介質(zhì)流量的計(jì)量。實(shí)際上,由于流量計(jì)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(shí)驗(yàn)關(guān)系曲線,如圖1所示。圖中各點(diǎn)坐標(biāo)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(duì)這種誤差規(guī)律,我們采取分段補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)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(duì)此我們采用的方法可以達(dá)到兩個(gè)目的:

　　(1)無(wú)論偏差值多大,只要它有規(guī)律可循,就可補(bǔ)償修正,還可以把流量的下限即Vmin在坐標(biāo)上向左移動(dòng),即擴(kuò)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(dāng)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(diǎn)(見(jiàn)圖2),坐標(biāo)分別為G(12%Vmax,KP),H(60%Vmax,0.998KP)。理由:

　?、賄min/Vmax=8% ~9%;②DE曲線間無(wú)拐點(diǎn)且下凹;③AB曲線間無(wú)拐點(diǎn)且下凹。這樣,把整個(gè)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(bǔ)償后非線性誤差計(jì)算及驗(yàn)證

　　表2為補(bǔ)償后各段儀表常數(shù)的非線性誤差計(jì)算值。

　　下面用某廠生產(chǎn)口徑為Dg80的渦街流量計(jì)為例驗(yàn)證補(bǔ)償效果(產(chǎn)品編號(hào):04150)。表3為原始檢測(cè)數(shù)據(jù).

　　2.4　計(jì)算流量

　　瞬時(shí)流量計(jì)算公式:

　　3　系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　3.1　系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能

　　(1)以89C51為**元件,X25045存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　(2)采用82C79單片機(jī),可以同時(shí)顯示瞬時(shí)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(cè)、保護(hù)功能(HT7044監(jiān)測(cè)電壓),掉電后數(shù)據(jù)存入X25045中。

　　(4)具有看門(mén)狗功能。

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

　　3.2　主要程序模塊

　　(1)主程序。

　　(2)定時(shí)器中斷服務(wù)程序。

　　(3)鍵盤(pán)中斷處理子程序。

　　(4)掉電處理子程序。

　　(5)25045讀/寫(xiě)狀態(tài)寄存器子程序。

　　(6)瞬時(shí)流量計(jì)算程序SSJS。

　　(7)累積流量計(jì)算程序LJJS。

　　(8)量程判別子程序CSDS。

　　用單片機(jī)89C51驗(yàn)證了誤差補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型,并實(shí)現(xiàn)了高精度智能渦街流量積算儀的設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)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(dá)到0. 5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用89C51單片機(jī)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性都得到了提高,82C79**的鍵盤(pán)顯示接口芯片,代替單片機(jī)完成鍵盤(pán)和顯示器的許多接口操作,X25045可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)，系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、可行,具有工程實(shí)用**。一，渦街流量計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)理論研究：新的測(cè)試?yán)碚摵头椒ㄑ芯俊⑷斯ぶ悄芾碚撗芯?、頻率基溯源與標(biāo)準(zhǔn)器獲得方法研究、新型測(cè)控總線及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究、測(cè)量與儀器標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定等都是今后在理論研究方面的重點(diǎn)。







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