摘 要:漩渦流量計和轉子流量計是兩種在工業(yè)生產中應用比較廣泛的流量計，根據這兩種流量計的工作原理，結合實踐工作經驗，總結其各自特點及使用注意事項，對工業(yè)生產中流量計的選擇與使用具有一定的借鑒作用。
在工業(yè)生產中，由于流量是一種重要的工藝參數，因此，流量計被廣泛應用。隨著科學技術的不斷發(fā)展，不斷有新型流量計出現，漩渦流量計和轉子流量計就是其中的兩種。這兩種流量計在流量測量中占有較大比重，發(fā)揮著重要作用。但是，由于各自工作原理和結構不同，如果選擇、使用不當，這兩種流量計在實際使用過程中，也會出現一些問題[1]。下面從工作原理和使用兩個方面對這兩種流量計進行分析、比較。
1 兩種流量計的工作原理
1.1 轉子流量計
轉子流量計又稱浮子流量計，是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間形成的流通環(huán)隙面積來進行測量的體積流量儀表[2]。
轉子流量計測量部分基本上由兩個部分組成，一個是由下往上逐漸擴大的錐形管;另一個是放在錐形管內可自由運動的轉子。有時采用錐形浮子和安裝在金屬管內的孔板相互配合。工作時，被測流體(氣體或液體)由錐形管下端進入，沿錐形管向上運動，流過轉子與錐形管之間的環(huán)隙，再從錐形管上端流出。當流體流過錐形管時，位于錐形管中的轉子受到一個向上的力，使轉子浮起。當這個力正好等于浸沒在流體里的轉子重力(即等于轉子重量減去流體對轉子的浮力)時，則作用在轉子上的上下兩個力達到平衡，此時轉子就停浮在一定的高度上。假如被測流體的流量突然由小變大，作用在轉子上的力就加大，所以轉子就上升。當流體作用在轉子上的力再次等于轉子在流體中的重力時，轉子又穩(wěn)定在一個新的高度。這樣，轉子在錐形管中的平衡位置的高低與被測介質的流量大小相對應。轉子平衡位置的高低采用磁耦合方式傳遞出來，然后通過放大器轉換成4～20mA輸出，這就是轉子流量計測量流量的基本原理。
轉子流量計結構簡單、工作可靠、價格低廉、反應快、使用維護方便。主要適用于中小管徑、低流速和較低雷諾數的單相液體或氣體的中小流量測量。缺點是由于其浮子為可動部件，當流體流速超過一定值或介質壓力不穩(wěn)時，浮子穩(wěn)定性變差，容易產生振蕩。
1.2 漩渦流量計
漩渦流量計又稱渦街流量計。它可以用來測量各種管道中的液體、氣體、蒸汽的流量，是目前工業(yè)控制、能源計量及節(jié)能管理中常用的新型流量儀表。漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現象來測量流體流量的儀表。在流體中垂直插入一個非流線型的柱狀物(圓柱或三角柱)作為漩渦發(fā)生體，如圖1所示。當雷諾數達到一定數值時，會在柱狀物的下游處產生如圖所示的兩列不對稱但有規(guī)律的交替漩渦，該漩渦渦列通常是不穩(wěn)定的。當兩漩渦渦列之間的距離h和同列的兩漩渦之間的距離L之比滿足h/L=0.281時，所產生的非對稱漩渦列才能達到穩(wěn)定，像這樣的漩渦渦列稱為卡曼渦列。
式中:f———單列漩渦產生的頻率(Hz);v———流體平均流速(ms);d———圓柱直徑(m);St———斯特勞哈爾系數(當雷諾數Re=5×102～1.5×105，St=0.2)。
由(1)式可知，當St近似為常數時，漩渦產生的頻率f與流體的平均流速成正比，測得f即可求得體積流量Q。
漩渦流量計的優(yōu)點是精確度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯，缺點是其中的漩渦頻率檢測傳感器容易受周圍其他振源的影響，產生誤差[3]。
2 應用實例
實例1:某公司新上三套流量測量裝置，流量計選用轉子流量計。投用伊始，流量計的轉子就時常出現劇烈振動，導致生產裝置壓力波動、防爆膜炸裂、裝置停車，經濟損失嚴重。為解決這一問題，儀表技術人員對生產工藝及流量計進行了仔細分析和測試，最終找到了儀表不能正常工作的原因是由于被測介質壓力不穩(wěn)，導致轉子流量計轉子振蕩。針對這一問題，技術人員決定采用無可動部件的漩渦流量計取代轉子流量計。將改進后的系統投入使用，取得了十分滿意的效果。
實例2:某公司使用若干臺漩渦流量計測量介質流量，其中兩臺測量值誤差經常比較大。經過仔細分析研究發(fā)現，這兩臺流量計附近均有較強振動源，振動源振動導致漩渦流量計的漩渦檢測傳感器產生誤測。消除振動源后，流量計恢復正常工作。
3 結論
從對這兩種流量計工作原理的分析以及生產實踐得出結論:
(1)如果被測介質壓力不穩(wěn)或流速較快，在選擇流量計時盡量選擇無可動部件的流量儀表，如轉子流量計，以免產生振蕩，損壞儀表，影響生產。
(2)對于管路振動較嚴重的場合，應盡可能避免使用漩渦流量計。
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