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旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的發(fā)展與應(yīng)用
一、概述及發(fā)展
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)是屬于流體振動(dòng)流量計(jì)（如渦街流量計(jì)）的一個(gè)種類，它具有此類流量計(jì)的共同特點(diǎn)，但在特性上與渦街流量計(jì)亦有一些差別，主要是壓力損失較大，是渦街流量計(jì)的3～4倍；抗外來流*力強(qiáng)，所需直管段長度比渦街流量計(jì)要短的多。早在20世紀(jì)70年代我國就出現(xiàn)了旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，在一段時(shí)間內(nèi)只在氣體測量中有所軟件。近幾年來，隨著微機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，把微機(jī)技術(shù)軟件到信號(hào)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場顯示，備受大家的歡迎。隨著儀表布局上的改進(jìn)，在天然氣測量方面得到了大量的軟件，測量介質(zhì)也擴(kuò)大到液體和蒸汽。
二、兼職原理
當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器（見圖1）后，流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈扭轉(zhuǎn)，形成旋渦。當(dāng)流體進(jìn)入分散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開始作二次扭轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響。檢測元件測得流體二次扭轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率，就曉得了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計(jì)較式為：
流量計(jì)的儀表系數(shù)在一定的布局參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性（密度、粘度）無關(guān)。
三、組成
旋進(jìn)旋渦流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。
1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。
旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。
檢測元件安裝在靠近擴(kuò)張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。
整流器固定在流量計(jì)表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。
殼體設(shè)計(jì)成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護(hù)安裝在里面的零部件，并通過法蘭與管道相連接。
2、轉(zhuǎn)換顯示儀
由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號(hào)經(jīng)過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號(hào)，然后由顯示儀計(jì)數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號(hào)。對測量的氣體介質(zhì)可進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，并顯示。
四、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)主要特點(diǎn)
1、無機(jī)械可動(dòng)部件，耐侵蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運(yùn)行無須特殊維護(hù)；
2、實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，日常的計(jì)量過程不需人工值守；
3、體積小、重量輕，離線標(biāo)定較為方便；
4、測量信號(hào)既可當(dāng)場顯示，也可按需遠(yuǎn)傳；
5、工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下游直管段可較孔板和渦街流量計(jì)大大縮短；
6、系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度能夠滿足當(dāng)前的貿(mào)易計(jì)量要求(≤1.5%)；
7、流量測量范圍較寬（qmax/qmin=15～20），可在孔板和渦街流量計(jì)無法涉足的片面小流量區(qū)域進(jìn)行有效兼職；
8、儀表管理人員無需專業(yè)培訓(xùn)，流量、壓力及溫度等測量參數(shù)可以從表頭直接讀取，并且不必進(jìn)行折算轉(zhuǎn)換；
9、只需定期更換電池(微功耗)及被測介質(zhì)的參數(shù)。
10、壓力損失較大；可按下式計(jì)較：
流通介質(zhì)為氣體時(shí)，壓力損失約為渦街流量計(jì)的3～4倍。
五、選用
用于測量氣體時(shí)，首先根據(jù)管線輸氣量和介質(zhì)可能達(dá)到的溫度和壓力范圍，估算出兼職狀況下的非常高和非常低體積流量，正確選定流量計(jì)規(guī)格；如兩種口徑均能籠蓋流量范圍，在壓力范圍允許的情況下，建議選定較小規(guī)格的流量計(jì)。
為了便于維修，不影響流體輸送，建議安裝旁通管道，另外要保證所規(guī)定的直管段長度。若氣體中含有較大顆粒或纖維，在上游應(yīng)安裝過濾器。
六、總結(jié)
為了更好地使用旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、 正確選型
在選型過程中應(yīng)當(dāng)把握兩條基本原則，一要保證生產(chǎn)安全，二要保證使用精度。要做到這一點(diǎn)，就必須落實(shí)三個(gè)選型參數(shù)，即近期和遠(yuǎn)期的非常大、非常小及常用瞬時(shí)流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格)，被測介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級)，實(shí)際兼職壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。
2、 用前標(biāo)校
為了確保儀表在今后的兼職過程中其測量結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確，應(yīng)在正式安裝前將其送往具有這方面檢定能力及資質(zhì)的部分，進(jìn)行一次全流量范圍的系統(tǒng)檢定。
3、 注意安裝
雖然該種儀表對工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求，但任何一類流量測量儀表都有這樣一些共性，即盡可能避免振動(dòng)及高溫環(huán)境，遠(yuǎn)離流態(tài)干擾元件(如壓縮機(jī)、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)，保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直，保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。
4、 后期管理
為了保證儀表長期兼職的準(zhǔn)確性、可靠性(避免意外停運(yùn)和數(shù)據(jù)丟失)，應(yīng)定期進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)校(每1～2年)，抄錄表頭數(shù)據(jù)（每天或每周），更換介質(zhì)參數(shù)（每月或每季）以及不定期查看電池狀況，檢查儀表系數(shù)及鉛封等。
5、 里面維護(hù)
氣質(zhì)臟污或其它原因，需要對儀表的測量腔體及其構(gòu)件進(jìn)行定期檢查或清洗。有一點(diǎn)必須特別注意：對于同規(guī)格的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，其旋渦發(fā)生體、導(dǎo)流體等核心組件并不能交換。否則，須重新標(biāo)定儀表計(jì)量系數(shù)并對其配帶的溫度及壓力傳感器進(jìn)行系統(tǒng)校正。