渦街流量計(jì)干擾問(wèn)題怎么處理
渦街流量計(jì)干擾問(wèn)題怎么處理？渦街流量計(jì)的干擾信號(hào)主要有電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)干擾兩種，如何解決這兩種抗干擾問(wèn)題就成為改進(jìn)渦街流量計(jì)的關(guān)鍵。
渦街流量計(jì)通常采用金屬外殼，外殼的屏蔽效應(yīng)可以防止電場(chǎng)和射頻干擾；對(duì)于磁場(chǎng)的干擾，可以在內(nèi)部電路設(shè)計(jì)中通過(guò)優(yōu)選非磁性元件、印刷電路板合理布線等辦法解決，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的完善也不成問(wèn)題。因此抗電磁干擾主要是抗地線電流干擾。
渦街流量計(jì)的壓電晶體裝在阻流體結(jié)構(gòu)上，壓電晶體的一端接外殼，故信號(hào)前置放大器必然接地。渦街流量計(jì)的輸出信號(hào)送到二次儀表，而信號(hào)放大所需的直流電源又由二次儀表提供。壓電晶體的地線與二次儀表的地線之間極可能存在跨步電壓形成電流。這個(gè)電流在信號(hào)放大器的地線中流過(guò)就會(huì)有壓降，這個(gè)壓降與有效信號(hào)迭加在一起，無(wú)法分離，就是地線電流干擾。
地線電流干擾的解決措施是減小或消除了地線電流，最徹底的辦法是把二次儀表來(lái)的直流電源隔離。即將直流電源經(jīng)變壓器隔離后再整流成直流供給渦街流量計(jì)，使二次儀表的地線與壓電晶體的地線之間無(wú)任何電氣連接。同時(shí)有效測(cè)量信號(hào)經(jīng)前置放大后變成脈沖信號(hào)，經(jīng)脈沖變壓器輸出至二次儀表，根本上消除地線電流的影響，是一種極其有效的抗干擾措施。然而變壓器隔離的辦法成本相對(duì)較高，體積又大，制造工藝上不容易實(shí)現(xiàn)，大大降低了實(shí)用性。光隔離限流抗干擾措施，能有效減少地線電流的干擾。原理如圖2所示。
圖中，a是壓電晶體的接地點(diǎn)，b是二次儀表的接地點(diǎn)。在地線回路中接入電阻r，于是a、b兩點(diǎn)間的地線電流被電阻r 限制，a、b兩點(diǎn)間的電壓降在電阻r 兩端。電阻r 兩端的電壓降反映到電源正線上則被三端穩(wěn)壓器R阻擋，前置放大器地線回路的電阻比電阻r 小很多，由于電阻r 的分壓作用，渦街流量計(jì)的前置放大器地線中只有很小的地線電流。壓電晶體的有效信號(hào)經(jīng)放大后，由光隔離器件隔離輸出，采用這種辦法地線電流的干擾至少可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)?？梢钥闯觯褂霉飧綦x限流抗干擾時(shí)為了使電源電壓有足夠的余量以阻擋跨步電壓，信號(hào)放大器的地線與壓電晶體的地線之間必須很好連接，才能保證前置放大器地線回路電阻極小。同時(shí)直流電源電壓的選擇應(yīng)符合下式：
V1- V2- VR = V2 f
式中：V1為電源電壓；V2為放大器用的電壓；VR為三端穩(wěn)壓器的最低電壓； V2 f 為電阻r 兩端交流電壓雙峰值。
機(jī)械振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)的干擾更為普遍，抗機(jī)械振動(dòng)干擾的措施還要從渦街流量計(jì)的基本原理人手。渦街流量計(jì)的敏感元件即壓電晶體，封裝在阻流體或稱旋渦發(fā)生體內(nèi)，流體流經(jīng)阻流體時(shí)，阻流體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，旋渦的脈動(dòng)壓力作用于壓電晶體，使其產(chǎn)生與旋渦頻率或測(cè)量流量對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓，經(jīng)放大、觸發(fā)等信號(hào)處理后轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出。同時(shí)，管道的機(jī)械振動(dòng)也同樣作用于壓電晶體，使其產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于振動(dòng)頻率的信號(hào)，這個(gè)振動(dòng)干擾信號(hào)與流量測(cè)量有效信號(hào)無(wú)法分開(kāi)。只有當(dāng)有效信號(hào)幅值超過(guò)干擾信號(hào)幅值時(shí)，才能由門(mén)限取出有效信號(hào)。機(jī)械振動(dòng)干擾信號(hào)的最大幅值就成為被測(cè)流量的信號(hào)幅值下限，即量程下限。
為了使渦街流量計(jì)盡可能測(cè)量低流速、小流量，必須提高信噪比，即盡量提高有效流量信號(hào)的幅值而降低機(jī)械振動(dòng)干擾信號(hào)的幅值。改進(jìn)阻流體的結(jié)構(gòu)形狀，使傳感器能更好地接收旋渦的脈動(dòng)壓力，可使有效信號(hào)幅值提高。但更有效的辦法是在旋渦發(fā)生體的兩側(cè)封裝對(duì)應(yīng)的兩塊壓電晶體，即采用差動(dòng)壓電傳感器和差動(dòng)放大電路（見(jiàn)圖3）。由于機(jī)械振動(dòng)對(duì)2塊壓電晶體的作用力是一致的，而流體旋渦在阻流體兩側(cè)是交替產(chǎn)生的，通過(guò)差動(dòng)放大后，2塊壓電晶體相同的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)相互抵消削減，2塊壓電晶體相反的流量信號(hào)相加后增強(qiáng)。于是，大大降低了機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的干擾。
渦街流量計(jì)常見(jiàn)故障的解決指導(dǎo)
1、示值誤差偏離過(guò)大、重復(fù)性過(guò)大
原因分析為一次元件的漩渦發(fā)生體損壞；上、下游直管段長(zhǎng)度不夠；儀表常數(shù)K只設(shè)置不正確；探頭玷污嚴(yán)重；管道內(nèi)流體擾動(dòng)過(guò)大。解決方法為更換漩渦發(fā)生體；改變安裝地點(diǎn)；重新計(jì)量檢定取得正確儀表常數(shù)K；清洗探頭；調(diào)換安裝地，增加入口壓力。
2、無(wú)流量時(shí)有信號(hào)輸出
原因分析為儀表引線屏蔽或接
地不良引入干擾信號(hào)；儀表周?chē)袕?qiáng)電設(shè)備或動(dòng)力線干擾；管道強(qiáng)烈震動(dòng)。解決方法為加強(qiáng)引線屏蔽，保證線路良好接地；讓儀表遠(yuǎn)離干擾源；跳高觸發(fā)電平或減震。
地不良引入干擾信號(hào)；儀表周?chē)袕?qiáng)電設(shè)備或動(dòng)力線干擾；管道強(qiáng)烈震動(dòng)。解決方法為加強(qiáng)引線屏蔽，保證線路良好接地；讓儀表遠(yuǎn)離干擾源；跳高觸發(fā)電平或減震。
3、流量下限拓展受限制
選用可以設(shè)置流量補(bǔ)償修正系數(shù)的流量顯示積算儀，通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)流量下限的拓展。以三角柱形漩渦發(fā)生體為例，雷諾數(shù)范圍為2×104～7×106，為實(shí)現(xiàn)流量下限延伸到5×103，在測(cè)量小流量時(shí)應(yīng)修正。根據(jù)在雷諾數(shù)5×103～2×104范圍內(nèi)的理論補(bǔ)償修正系數(shù)，拓展流量下限及補(bǔ)償流量測(cè)量誤差。
4、通電后二次儀表無(wú)顯示
原因分析為電源接線有誤或電源斷路；接線電壓大于220V，電爐燒壞；供電電壓與儀表要求供電電壓不相符；傳感器故障或放大板故障；故道內(nèi)流量太小或管道內(nèi)無(wú)流量。解決方法為檢查線路，正確接線；如果燒壞查找損壞部件，更換原廠配件；按要求提供供電電源；更換二次儀表故障部件；調(diào)整管道流量。
5、儀表常數(shù)K隨使用介質(zhì)變化而變化
渦街流量傳感器用來(lái)測(cè)量液體流量時(shí)，應(yīng)該使用水來(lái)標(biāo)定儀表常數(shù)K值，在測(cè)量氣體和蒸汽時(shí)，應(yīng)該用氣體標(biāo)定儀表常數(shù)K值。雖然從原理上講，儀表常數(shù)K值與被測(cè)介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，但由于傳感器的加工工藝，各生產(chǎn)廠家之間存在差異，不同流體對(duì)應(yīng)的K值會(huì)有一些區(qū)別。因而，使用不同介質(zhì)時(shí)，應(yīng)該用等同介質(zhì)標(biāo)定，以取得儀表常數(shù)K值。同時(shí)，使用介質(zhì)溫度高于150℃時(shí)，還應(yīng)該對(duì)儀表常數(shù)K值修正。
6、流量不準(zhǔn)確，與工藝參數(shù)差別較大
原因分析為工藝參數(shù)錄入有誤；儀表量程不滿足實(shí)際流量要求。解決方法為：正確錄入儀表參數(shù)；調(diào)整工藝或選擇適合實(shí)際流量范圍的儀表。
7、 遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出不正常
原因分析為如果是頻率或脈沖信號(hào)輸出，接受電路與輸出電路兼容；如果是（4～20）mA電流輸出，流量設(shè)定范圍與輸出電流不一一對(duì)應(yīng)。解決方法為外接電器元件（如串聯(lián)一定阻值的電阻等），使輸出和輸入電路良好兼容；參數(shù)設(shè)定時(shí)流量上下限數(shù)值與4mA和20mA一一對(duì)應(yīng)。
8. 儀表使用一段時(shí)間后，誤差偏離正常范圍
由于工業(yè)流體介質(zhì)往往含有一些雜質(zhì)，應(yīng)根據(jù)具體情況在規(guī)定時(shí)間內(nèi)清洗傳感器。
安裝應(yīng)力檢測(cè)式渦街流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)管道機(jī)械振動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，影響到儀表不能正常工作，有何對(duì)策？
遇到這種情況，可采用下列措施中的一種或幾種，使儀表能正常工作。
1.調(diào)整流量計(jì)的安裝方位。
流量計(jì)對(duì)不同方向的抗振動(dòng)的抵抗能力是不同的。安裝在管道上的流量計(jì)方位可用X-Y-Z三維坐標(biāo)表示，X是管道中心線方向，即流量計(jì)進(jìn)口到出口的方向；Z是流量計(jì)柱體軸向；Y是與管道中心線垂直同時(shí)與流量計(jì)柱體軸向垂直的方向，也是渦街橫向力作用的方向。流量計(jì)Z方向的抗振動(dòng)能力最強(qiáng)而Y方向則最差（請(qǐng)讀者思考一下：為什么？）。流量計(jì)安裝于管道上時(shí)，X軸是必須與管道一致的，但是流量計(jì)的Y軸（連帶Z軸）是可以隨意繞X軸旋轉(zhuǎn)到任意方位的。明白了這一點(diǎn)，我們就有了第一個(gè)措施了：觀察或測(cè)定短道的主要振動(dòng)方向，然后，旋轉(zhuǎn)流量計(jì)，直到Z軸與此主振反向重合，把儀表固定在該方位工作。
2.增設(shè)管道固定支架，限制管道振幅。
在流量計(jì)下游，緊靠流量計(jì)處加裝一個(gè)固定支架，可以減小管道振幅達(dá)到降低振動(dòng)噪聲目的。
3.調(diào)整儀表電路的設(shè)定狀態(tài)，力求排除振動(dòng)噪聲的影響。
隔爆型渦街流量計(jì)與本安防爆型渦街流量計(jì)使用上有何不同？
這里，我們暫不討論它們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝工藝上的不同要求，我們只關(guān)注這兩種不同防爆型式渦街流量計(jì)的不同操作要求和用戶的不同感受。首先我們要注意到，由于流量測(cè)量的特點(diǎn)，流量?jī)x表的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是難免的。而對(duì)于現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的渦街流量計(jì)而言，通電狀態(tài)下的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試幾乎是必不可少的。渦街流量計(jì)一般需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整信號(hào)增益，消除振動(dòng)干擾等操作。隔爆型渦街流量計(jì)不允許通電狀態(tài)下打開(kāi)電路殼體，要交替通斷電源進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，既不方便也容易出現(xiàn)差錯(cuò)和危險(xiǎn)。本安防爆型渦街流量計(jì)則可以在通電狀態(tài)下進(jìn)行隨意的操作，既便利又安全。
渦街流量計(jì)測(cè)量氣體或蒸汽（蒸汽流量計(jì)）時(shí)，需要同時(shí)測(cè)量介質(zhì)壓力和溫度。對(duì)壓力和溫度測(cè)點(diǎn)位置有什么要求？
壓力溫度測(cè)點(diǎn)，應(yīng)按照渦街流量計(jì)生產(chǎn)廠家在安裝使用說(shuō)明書(shū)中指定的位置設(shè)置。溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在流量計(jì)后3-5D，太靠近流量計(jì)，溫度計(jì)套管會(huì)影響流量計(jì)的信號(hào)質(zhì)量，溫度測(cè)點(diǎn)離流量計(jì)太遠(yuǎn)，則測(cè)得溫度可能與流量計(jì)處溫度有差異。壓力測(cè)點(diǎn)則必須完全按照廠家指定位置設(shè)置，否則，會(huì)產(chǎn)生附加的測(cè)量誤差。由于流量計(jì)前后有壓力差，因此，流量計(jì)前后壓力不同，介質(zhì)密度也不同。