渦街流量計的調(diào)試與維修

1  概述
    VXW系列渦街流量計，具有儀表常數(shù)穩(wěn)定、容易在較惡劣的環(huán)境中保證精度、量程范圍大、壓力損失小、精度高、維護(hù)量小等特點，在各生產(chǎn)裝置中使用較為普遍。另外它在測量體積流量時，幾乎不受流速、密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無活動部件的簡單設(shè)計，也提高了儀表的使用壽命。下面筆者就日常工作中該類型儀表運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一系列問題及處理問題的方法給以敘述。
2  組成及功能
    渦街流量計儀表由以下6部分組成：
    變送器殼體；渦街發(fā)生體；信號檢測器；輸出放大器；脈沖整形器；輸入放大器。
    變送器殼體是流體管道的一部分，由于選擇了合適的通徑、渦街發(fā)生體的形狀和尺寸比例，流體在殼體內(nèi)流動時可在較寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號。渦街發(fā)生體使流體流經(jīng)時產(chǎn)生渦列。信號檢測器檢測渦列并轉(zhuǎn)換成脈沖信號。輸入放大器將微弱的電信號進(jìn)行放大，并濾除干擾信號。脈沖整形器將不規(guī)則的電脈沖轉(zhuǎn)換為幅度和寬度一定的方波信號。輸出放大器將方波信號進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為4～20mA直流電流信號輸出。
3  工作原理
    在流體中插入柱狀物體時，在柱狀物體的兩側(cè)將交替產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦列，稱謂“卡門渦街現(xiàn)象”。卡門渦街的頻率與流速成正比 。

    式中：
F為旋渦頻率；
V為管道內(nèi)平均流速；
d為柱狀體迎流面寬度；
D為管道內(nèi)徑；
St為斯特羅哈數(shù)。
在雷諾數(shù)104～106范圍內(nèi)，是一個無量綱常數(shù)。
當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時，柱體受到與流向垂直的交變升力的作用，升力的變化頻率就是旋渦頻率，利用埋設(shè)于柱體內(nèi)的壓電元件檢測此升力的變化，將其轉(zhuǎn)換為頻率信號送人放大器，由放大器進(jìn)行放大和整形，得到其頻率與流速成比例的方波信號。由上式可見，通過測量渦街頻率就可算出流速V，進(jìn)而求出體積流量， 。
4  流量計的調(diào)試
在管道內(nèi)沒有液體流動時，由于管線振動所產(chǎn)生的噪聲使接收器反常地計數(shù)，這時就應(yīng)該對儀表進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)。
4.1  放大器增益的調(diào)整
一般情況下無需對放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，除非在更換了傳感器之后。通過放大器板A上的AMP電位計調(diào)節(jié)放大器增益，在示波器上監(jiān)視放大后的渦流波形，在zui小流量時，渦流波形的峰值約為100mVP-P。
4.2  觸發(fā)電平的調(diào)整
觸發(fā)電平的增加（脈沖發(fā)生的靈敏度），會使流量的靈敏度減小。在管道內(nèi)沒有任何液體流動時，因管線振動，脈動流動出現(xiàn)噪聲而造成不正常脈沖發(fā)生可以通過增加觸發(fā)電平有效地進(jìn)行處理。
通過放大器板上的TRG電位計可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，放大的渦流波形的峰值無論何時超過預(yù)先確定的觸發(fā)電平，都能轉(zhuǎn)換成一個脈沖。因此，由于增加觸發(fā)電平，流量靈敏度就會減小。
當(dāng)觸發(fā)電平80mVP-P變到350mVP-P，其結(jié)果的靈敏度將是80/350＝1/4.4（靈敏度比率）倍。
當(dāng)改變靈敏度時，結(jié)果的zui小流量（可測的低限流量）約為1/（靈敏度的開平方乘以標(biāo)準(zhǔn)的zui小流量）。
4.3  零點調(diào)整
正確的接線，通過低頻信號發(fā)生器給渦街流量計輸入幅度為零的信號，調(diào)整零點調(diào)節(jié)電位計，數(shù)字萬用表的顯示值應(yīng)為4mA。
4.4  滿量程的調(diào)整
如果不知道儀表的滿量程頻率，可通過zui大流量，計算出滿量程頻率乙來調(diào)校儀表，其關(guān)系式為：
fmax＝Kmax
正確的接線，用信號發(fā)生器輸出信號至電荷放大器，加大輸入信號幅值，轉(zhuǎn)換輸出方波，改變信號發(fā)生器的輸出頻率，直到頻率計上顯示的值是按上式計算出的滿量程頻率為止。此時，固定頻率不變，并調(diào)整量程電位計，數(shù)字萬用表的示值為20mA時為止。