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涡街流量计七大要素分析及故障分析

更新时间：2025-02-17

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涡街流量计的工作原理

当流体以足够大的流速流过垂直于流体流向时，若该物体的几何尺寸适当，则在流体的后面，沿两条平行直线上产生整齐排列转向相反的涡列，涡列的个数即涡街频率，它和流体的流速成正比，因而通过测量漩涡频率就可以知道流体的流速，从而测出流体的流量。

其表达式：F=St×U/d

F：频率 St:斯特劳哈尔数 U:流速 d：漩涡发生体迎面宽度

涡街流量的结构

传感器（旋涡发生体(阻流体)、检测元件、仪表表体）+转换器（前置放大器、滤波整形电路、D/A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩）

西安三联测控归总了关于涡街流量计使用选型中重要的七大因素：

流量范围

🔶应将常用流量控制在涡街可测范围的中上部：由于涡街下限流量的测量容易受管道振动的影响，应尽量避开低下限的测量。

🔶流量范围超出涡街流量计可测范围时，可采取缩径或扩径的方式，但应注意：

①仪表缩扩径不宜过大，缩径后流速提高，增加了阻力和背压，扩径则容易出现空穴现象；
②在直管段允许的情况下，应选择“变径头+直管段"，以保证流体的稳定测量；
流量范围的选择还应考虑雷诺数是否在正常范围内。

🔶涡街流量计不适宜测量脉动流：

管路系统中如有罗茨式鼓风机、往复式水泵等动力机械设备时，会产生较强脉动，如脉动频率处在涡街频率带内将产生测量误差，脉动严重时甚至不能形成卡门涡街。

二

管道口径及测量精度

🔶管道口径：涡街流量计按照安装方式的不同，可以分管道式和插入式安装。对于管道式来说，管道口径和大多数其他流量计一样，最小的是DN15，最大的话，则是可以到达DN300。如果需要更大的口径的话，可以选择插入式安装，常规口径范围最大可以到达DN2000，DN2000以上口径则按照协议供货。

🔶测量精度：涡街流量计的精度也有好几个等级，而且是按照测量介质来分的。管道式的涡街流量计，如果是测液体的话，测量精度可以达到1.0级，测气体的话，精度可以达到1.5级。如果是插入式的涡街流量计，精度可以达到1.5级和2.5级。

三

介质温度及公称压力

🔶介质温度：通常来说，分为三个范围：常温，中温和高温。温度范围分别是-40～100℃(常温)、100～250℃(中温)、100～320℃(高温)。如果现场介质温度更高的话，比如说一些过热蒸汽，可以用孔板流量计来测量。

🔶公称压力：主要是按照安装方式来分，市场上主要需求如下几类，例如法兰卡装型(2.5MPa)、法兰连接型(1.0/1.6/2.5MPa)，插入式安装型(1.6MPa/2.5MPa/4.0MPa)。

四

供电电源及输出信号

🔶供电电源：按照目前市场上需求，主要有+12VDC(三线制脉冲输出)、+24VDC(三线制脉冲输出型及二线制电流输出型)3.6V锂电池、双供电。

五

安装环境

依据涡街流量计的用途选取涡街信号输出方式，主要有以下几种：

①当被测介质为可压缩性流体，且现场介质温度、压力变化较大时，建议采用带脉冲信号远传的涡街传感器并配带温压补偿的流量积算仪、压力变送器、温度变送器；

②流量计安装在环境较好的室内又无需信号远传，只需在现场读取流量值，且流量计安装位置便于操作及数据的读取，建议用户选数字型涡街流量计；

③当流量计的安装环境较差，或安装位置不便于现场读取流量值，或集中管理的情况下，建议采用输出脉冲信号的传感器并配流量积算仪，或带4~20mA标准电流输出的涡街变送器；

④当需现场观测流量同时又要远传信号的情况下，建议选用数字型同时带4~20mA输出的涡街变送器；

⑤当无需现场读取，只远传输出标准信号的情况下，建议选用带4~20mA标准电流输出的涡街变送器。

六

防护等级

🔶涡街常用的IP防护等级有IP65、IP67、IP68等。

①IP65代表防止灰尘侵入及阻止喷水的防护；

②IP67代表防止灰尘侵入及短暂淹没的防护；

③IP68代表防止灰尘侵入及持续淹没的防护。

🔶一般情况下，应根据涡街的安装位置选择合适的IP防护等级：

①安装在室内，选用IP65即可；

②安装在室外地面以上的位置，选用IP65以上的防护等级；

③安装在室外地面以下的沟渠中，选用IP68及分离型放大器，防止下雨后雨水浸泡，损坏放大器；

🔶一些易燃易爆场合应选用防爆型涡街流量计。

七

温压补偿

涡街流量计是否需要温压补偿，要看实际需要，如果工况偏差不大或要求不高，就不必进行温压补偿。如果需要精确计量，就需要进行补偿。

补偿一般采用现场安装压力、温度传感器，将压力、温度、流量数据接至积算仪或上传至DCS系统进行计算得到标况流量。

①测量气体时，需要温度压力同时补偿。气体一般都以标准状况体积流量结算，因为气体的体积流量温度或压力变化时，流量都会改变；

②测量过热蒸汽时，需要温度压力同时补偿。蒸汽一般都以质量流量结算，因为温度或压力有任何一个发生变化，蒸汽的密度会发生改变，质量流量也随之改变；

涡街流量计常见的故障

①指示长期不准；②始终无指示；③指示大范围波动，无法读数；④指示不回零；⑤小流量时无指示；⑧大流量时指示还可以，小流量时指示不准；⑦流量变化时指示变化跟不上；⑧仪表K系数无法确定，多处资料均不一致。

1、选型方面的问题。有些涡街传感器在口径选型上或者在设计选型之后由于工艺条件变动，使得选择大了―个规格，实际选型应选择尽可能小的口径，以提高测量精度，这方面的原因主要同问题①、③、⑥有关。比如，一条涡街管线设计上供几个设备使用，由于工艺部分设备有时候不使用，造成目前实际使用流量减小，实际使用造成原设计选型口径过大，相当于提高了可测的流量下限，工艺管道小流量时指示无法保证，流量大时还可以使用，因为如果要重新改造有时候难度太大．工艺条件的变动只是临时的。可结合参数的重新整定以提高指示准确度。

2、安装方面的问题。主要是传感器前面的直管段长度不够，影响测量精度，这方面的原因主要同问题①有关。

3、参数整定方向的原因。由于参数错误，导致仪表指示有误．参数错误使得二次仪表满度频率计算错误，这方面的原因主要同问题①、③有关。满度频率相差不多的使得指示长期不准，实际满度频率大干计算的满度频率的使得指示大范围波动，无法读数，而资料上参数的不一致性又影响了参数的最终确定，解决办法是确定参数重新标定。

4、二次仪表故障。这部分故障较多，包括：一次仪表电路板有断线之处，量程设定有个别位显示坏，K系数设定有个别位显示坏，使得无法确定量程设定以及K系数设定，这部分原因主要向问题①、②有关。通过修复相应的故障，问题就能得以解决。

5、线路连接问题。部分回路表面上看线路连接很好，仔细检查，有的接头实际已松动造成回路中断，有的接头虽连接很紧但由于副线问题紧固螺钉却紧固在了线皮上，也使得回路中断，这部分原因主要同问题②有关。

6、二次仪表与后续仪表的连接问题。由于后续仪表的问题或者由于后续仪表的检修，使得二次仪表的mA输出回路中断，对于这类型的二次仪表来说，这部分原因主要同问题②有关。

7、由于二次仪表平轴电缆故障造成回路始终无指示。由于长期运行，再加上受到灰尘的影响，造成平轴电缆故障，通过清洗或者更换平轴电线，问题可得以解决。

8、对于问题⑦主要是由于二次仪表显示表头线圈固定螺丝松，造成表头下沉，指针与表壳摩擦大，动作不灵，通过调整表头并重新固定，问题相应解决。

9、使用环境问题。尤其是安装在地井中的传感器部分，由于环境湿度大，造成线路板受潮，这部分原因主要同问题②、②有关。解决办法是改用分体式流量计。

10、由于现场调校不好，或者由于调校之后的实际情况的再变动。由于现场振动噪声平衡调整以及灵敏度调整不好．或者由于调整之后运行一段时间之后现场情况的再变动，造成指示问题、这部分原因主要同问题④、⑤有关。使用示波器，加上结合工艺运行情况，重新调整。

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