流體管道系統(tǒng)中渦街流量計(jì)存在的問題

眾所周知，渦街流量計(jì)有許多的優(yōu)點(diǎn)，但在工業(yè)應(yīng)用中還存在諸多問題。來，在研制和推廣渦街流量計(jì)所接觸到的各種問題中，儀表的現(xiàn)場(chǎng)干擾是   重要的問題。渦街流量計(jì)所遇到的現(xiàn)場(chǎng)干擾主要是電磁干擾、管道振動(dòng)干擾和流體流場(chǎng)干擾。
　　一、電磁干擾
　　渦街流量計(jì)所遇到的現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾具有以下三個(gè)特點(diǎn)：
　?、倨毡樾?。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電力線路敷設(shè)密集，大功率電力設(shè)備安裝集中，各種交直流電力設(shè)備啟動(dòng)、停機(jī)頻繁，可控硅裝置和高頻設(shè)備運(yùn)行都不斷產(chǎn)生電磁場(chǎng)和反電動(dòng)勢(shì)，引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)和波形畸變，繼電器、接觸器觸點(diǎn)動(dòng)作產(chǎn)生電弧或高頻電磁輻射等等，都將成為危害儀表的干擾信號(hào)，因此，現(xiàn)場(chǎng)儀表(包括渦街流量計(jì))的周圍存在許多電磁干擾。
　?、趶?fù)雜性。無論哪種檢測(cè)方式的渦街流量計(jì)，其傳感器輸出信號(hào)都是很弱的。大都是毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)電壓信號(hào)，有的是微安甚至微微安級(jí)的電流信號(hào)，還有的是微微庫(kù)侖級(jí)電荷信號(hào)。這些微弱信號(hào)有的還需要用較長(zhǎng)的傳輸線送至儀表的前置放大器。在信號(hào)的傳輸中電磁干擾會(huì)直接侵入，或通過分布電容耦合到儀表輸入端。另一方面為使微弱信號(hào)放大，往往還需采取的措施如高阻抗放大器、寬頻帶放大器、高增益放大器等。這又給干擾的侵入以可乘之機(jī)，也就增加了干擾的復(fù)雜性。
　　③隨機(jī)性。主要表現(xiàn)在時(shí)間上的隨機(jī)性和干擾的性或相位的隨機(jī)性，這種隨機(jī)干擾使儀表的正常工作受到干擾。
　　在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，渦街流量計(jì)所受到的電磁干擾主要有如下三類：高頻電磁輻射干擾，交直流電源干擾，低頻電磁干擾。這三種電磁干擾中，高頻電磁輻射干擾大多通過空間電磁場(chǎng)作用到儀表，因頻率較高，且與渦街信號(hào)的頻帶(一般為幾赫茲到幾千赫茲)相差較遠(yuǎn)，可以通過金屬防護(hù)罩屏蔽和低通濾波的方法加以。來自電網(wǎng)的交流或直流電源干擾，通過電源的隔離、穩(wěn)壓、去耦和濾波等環(huán)節(jié)也可以克服。對(duì)渦街流量計(jì)來說，低頻電磁干擾(如50Hz干擾)是主要干擾。這種干擾與儀表信號(hào)線的敷設(shè)、儀表安裝位置、安裝方式、工作環(huán)境、接地方式、接地點(diǎn)位置、屏蔽情況及放大器的輸入阻抗、增益、帶寬等諸多因素都有關(guān)。而且這種低頻干擾的頻率又處于渦街信號(hào)的頻帶范圍之內(nèi)，所以低頻電磁干擾是渦街流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要問題。
　　二、管道的振動(dòng)干擾
　　渦街流量傳感器直接裝在管道上，管道振動(dòng)或與之相連的壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等振動(dòng)都可能對(duì)儀表造成干擾。應(yīng)力式、振動(dòng)圓盤式、靜電電容式或應(yīng)變式渦街流量計(jì)對(duì)振動(dòng)都較敏感。不同檢測(cè)方式隨著振動(dòng)方向的不同，其敏感程度也不同，例如，振動(dòng)圓盤式對(duì)漩渦發(fā)生體軸向振動(dòng)較敏感，應(yīng)力式、應(yīng)變式和電容式對(duì)升力方向上的振動(dòng)較敏感，因此各種渦街流量計(jì)的防振措施也不盡相同。
　　三、流場(chǎng)干擾
　　在工廠交錯(cuò)縱橫的管路系統(tǒng)中，儀表上、下游存在著各種阻力件，如閥門、彎頭(包括單彎頭、同平面雙彎頭和不同平面雙彎頭)、T型支管、擴(kuò)張管、收縮管等。這些阻力件對(duì)管道內(nèi)流場(chǎng)分布會(huì)產(chǎn)生影響，不僅會(huì)改變管內(nèi)流速分布，還會(huì)產(chǎn)生流體擾動(dòng)和雜亂的漩渦流，破壞管內(nèi)流場(chǎng)的均勻性和對(duì)稱性。渦街流量計(jì)是一種速度型流量?jī)x表，加之它又是利用漩渦分離和流體振動(dòng)的周期性實(shí)現(xiàn)漩渦頻率信號(hào)的檢測(cè)，所以流場(chǎng)的穩(wěn)定性、均勻性不僅對(duì)卡曼渦街形成與分離有影響，而且對(duì)各種敏感元件的檢測(cè)效果也有直接影響。附加的漩渦干擾了渦街信號(hào)，降低了信噪比。為儀表的測(cè)量準(zhǔn)確度，渦街流量計(jì)對(duì)上游不同形式的阻力件   配置足夠長(zhǎng)的直管段提出不同的要求，以使被破壞了的流場(chǎng)得以恢復(fù)，使阻力件產(chǎn)生的附加漩渦充分衰減而，從而使儀表能在充分發(fā)展管流的條件下工作。