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旋進旋渦流量計的抗振措施主要哪些

來源:江蘇淮安歐威儀表有限公司   2016年01月09日 08:45  

  旋進漩渦流量計是近些年來才廣泛應用的新技術流量計,它通過測量流體在流量計內部的旋進旋渦進動效應的脈沖頻率計算流量。該流量計主要特點是無活動部件,線性測量范圍寬,有很好的耐腐蝕性。對測量介質的適應性廣,可廣泛應用于氣體、液體等介質的計量。旋進旋渦流量計本身存在一個缺點,即抗*力差。如果待測系統中存在振動、噪聲、壓力脈動等干擾,就會引起測量系統誤差的增大,造成計量誤差,所以提高它的抗振性顯得極為重要。目前,旋進旋渦流量計的抗振措施主要有以下三種:
1)從源頭消除。該方法要求旋進旋渦流量計必須嚴格按照安裝要求進行安裝。遠離能產生干擾的零部件,例如:壓機、分離器、調壓閥、大小頭匯管及彎頭等,以避免振動及噪聲。保持流量計安裝位置前后直管段內壁光滑,管道平直,表前直管段長度不小于10d,表后直管段長度不小5d。同時須保證被測流體是單相流體,不含其他雜質。
2)用數字信號處理法(DSP)處理流量傳感器的信號。該方法就是對當前廣泛采用的從信號采集、放大、濾波、整形、到計數流程的提升,以求準確地將頻率信息從含管道振動和流場不穩定等干擾中提取出來,提升流量計測量精度,達到工況要求。
3)對稱信號差分處理。本方法主要解決脈動壓力差導致的旋進旋渦流量計的測量信號質量問題。在1991年為了降低旋進旋渦流量計量程下限,HeinRichs用集成差分傳感器做了相應的實驗研究。2000年傅新等人用流體力學仿真法研究旋進旋渦流量計的流場特性,提出通過差分處理法改善對稱信號抗干擾性的思路。2002年后彭杰綱等人實驗研究了流場干擾對旋進旋渦進動效應的影響,發現旋進旋渦效應的脈動壓力與流體脈動產生的壓力線性迭加現象,流場脈動干擾使測量傳感器輸出信號主頻移動的現象;通過分析旋進旋渦有效信號和脈動干擾信號的相位,發現軸對稱方向的旋進旋渦有效信號相位差接近180°,流體脈動干擾信號相位差接近0°;基于相位判別法和仿真結果,提出旋進旋渦流量計抗流場脈動干擾的方法。
將對稱信號差分處理,能消除流體脈動的干擾,但是對稱安裝的傳感器的位置和距離因素,導致其不能消除管道振動干擾。本文就消除管道振動方面進行了實驗研究。在同側沿軸向安裝兩個傳感器,而且保證安裝距離盡可能小,其中一個檢測流體脈動和管道振動信號,另一個只檢測管道振動,將測得的信號做差分處理,可以消除各種類型的管道振動。
1 旋進漩渦流量計的工作原理
如圖1所示,旋渦發生體與流量計殼體固結安裝,其作用是使流入流量計內腔的流體旋轉起來,旋轉速度的切向分量仍然會使流體沿內腔軸線向前移動。流體的旋轉和軸向運動復合就產生連續的旋渦流,渦核在中心位置,被外圍的環流包裹。在收縮段流體流速處于加速狀態,渦核直徑迅速變小,而旋渦強度增強。當流體流經擴散段時,旋渦速度降低,環流壓力回升,此時渦核壓力zui低,在壓力差的作用下發生了回流現象。回流使旋渦流偏離前進方向作類似陀螺的運動,此時旋渦的運動可分解為三部分:旋渦繞自身軸線的旋轉、旋渦軸線繞主流軸線的旋轉、旋渦沿主流方向的前進運動。旋渦流進動效應發生在擴大段且貼近流量計殼體內壁面,進動頻率與流速呈線性關系,旋渦進動頻率可以定性反映流速和體積流量的大小,經過標定后的流量計可以定量測量流體的體積流量。

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