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在工業(yè)生產(chǎn)中

，由于流量是一種重要的工藝參數(shù)

，因此，流量計(jì)被廣泛應(yīng)用

。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展

，不斷有新型流量計(jì)出現(xiàn)

，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)就是其中的兩種。這兩種流量計(jì)在流量測量中占有較高大比重

，發(fā)揮著重要作用

。但是，由于各自工作原理和結(jié)構(gòu)不同

，如果選擇

、使用不當(dāng)，這兩種流量計(jì)在實(shí)際使用過程中

，也會(huì)出現(xiàn)一些問題

。下面從工作原理和使用兩個(gè)方面對這兩種流量計(jì)進(jìn)行分析、比較高

。

兩種流量計(jì)的工作原理

1. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)又稱浮子流量計(jì)

，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(jìn)行測量的體積流量儀表

。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量部分基本上由兩個(gè)部分組成

，一個(gè)是由下往上逐漸擴(kuò)大的錐形管；另一個(gè)是放在錐形管內(nèi)可自由運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子

。有時(shí)是采用錐形浮子和安裝在金屬管內(nèi)的孔板相互配合

。工作時(shí)，被測流體（氣體或液體）由錐形管下端進(jìn)入

，沿錐形管向上運(yùn)動(dòng)

，流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙，再從錐形管上端流出

。當(dāng)流體流過錐形管時(shí)，位于錐形管中的轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向上的力

，使轉(zhuǎn)子浮起

。當(dāng)這個(gè)力正好等于浸沒在流體里的轉(zhuǎn)子重力（即等于轉(zhuǎn)子重量減去流體對轉(zhuǎn)子的浮力）時(shí)，則作用在轉(zhuǎn)子上的上下兩個(gè)力達(dá)到平衡

，此時(shí)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子上的力就加大

，所以轉(zhuǎn)子就上升

。當(dāng)流體作用在轉(zhuǎn)子上的力再次等于轉(zhuǎn)子在流體中的重力時(shí)，轉(zhuǎn)子又穩(wěn)定在一個(gè)新的高度

。這樣

，轉(zhuǎn)子在錐形管中的平衡位置的高低與被測介質(zhì)的流量大小相對應(yīng)。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成4～20mA輸出

，這就是轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量流量的基本原理

。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠

、價(jià)格低廉

、反應(yīng)快、使用維護(hù)方便

。主要適用于中小管徑

、低流速和較高低雷諾數(shù)的單相液體或氣體的中小流量測量。缺點(diǎn)是由于其浮子為可動(dòng)部件

，當(dāng)流體流速超過一定值或介質(zhì)壓力不穩(wěn)時(shí)

，浮子穩(wěn)定性變差，容易產(chǎn)生振蕩

。

2. 旋渦流量計(jì)又稱渦街流量計(jì)

，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(jì)量及節(jié)能管理中常用的新型流量儀表

。

旋渦流量計(jì)是利用有規(guī)則的旋渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表

。在流體中垂直插入一個(gè)非流線形的柱狀物（圓柱或三角柱）作為旋渦發(fā)生體，如圖所示

。當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)

，會(huì)在柱狀物的下游處產(chǎn)生如圖所示的兩列不對稱但有規(guī)律的交替旋渦，該旋渦渦列通常是不穩(wěn)定的

。當(dāng)兩旋渦列之間的距離h和同列的兩旋渦之間的距離L之比能滿足h/L=0.281時(shí)

，所產(chǎn)生的非對稱旋渦列才能達(dá)到穩(wěn)定，像這樣的旋渦渦列稱為卡曼渦列

。

由圓柱旋渦發(fā)生體形成的卡曼旋渦

，其單列旋渦產(chǎn)生的頻率為

式中：f———單列旋渦產(chǎn)生的頻率，Hz

；

v———流體平均流速

，m/s；

d———圓柱直徑

，m

；

St———斯勞哈爾系數(shù)（當(dāng)雷諾數(shù)Re=5×102～1.5×1.5，St=0.2）

。

由上式可知

，當(dāng)St近似為常數(shù)時(shí)，旋渦產(chǎn)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

。

旋渦流量計(jì)的特點(diǎn)是高度一

、測量范圍寬、沒有運(yùn)動(dòng)部件

、無機(jī)械磨損

、維護(hù)方便、壓力損失小

、節(jié)能效果明顯

。缺點(diǎn)是其中的旋渦頻率檢測傳感器容易受周圍其他振源的影響，產(chǎn)生誤差

。

兩種流量計(jì)應(yīng)用情況

實(shí)例

，某公司新上三套流量測量裝置，流量計(jì)選用轉(zhuǎn)子流量計(jì)

。投用伊始

，流量計(jì)的轉(zhuǎn)子就時(shí)常出現(xiàn)劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致生產(chǎn)裝置壓力波動(dòng)

、防爆膜炸裂

、裝置停車、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

。為解決這問題

，儀表技術(shù)人員對生產(chǎn)工藝及流量計(jì)進(jìn)行了仔細(xì)分析和測試，***終找到了儀表不能正常工作的原因是由于被測介質(zhì)壓力不穩(wěn)

，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子振蕩

。針對壓力不穩(wěn)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振蕩這問題，技術(shù)人員決定采用無可動(dòng)部件的旋渦流量計(jì)取代轉(zhuǎn)子流量計(jì)

。將改進(jìn)后的系統(tǒng)投入使用

，取得了十分滿意的效果。

實(shí)例二

，某公司使用若干臺旋渦流量計(jì)測量介質(zhì)流量

，其中兩臺測量值誤差經(jīng)常比較高大。經(jīng)過仔細(xì)分析研究發(fā)現(xiàn)

，這兩臺流量計(jì)附近均有較高強(qiáng)振動(dòng)源

，振動(dòng)源振動(dòng)

，導(dǎo)致旋渦流量計(jì)旋渦檢測傳感器產(chǎn)生誤測

。消除振動(dòng)源后，流量計(jì)工作正常

。

從對這兩種流量計(jì)原理的分析以及生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中得到如下體會(huì)：

1. 如果被測介質(zhì)壓力不穩(wěn)或流速較高快

，在選擇流量計(jì)時(shí)盡量選擇無可動(dòng)部件的流量儀表，如轉(zhuǎn)子流量計(jì)

，以高產(chǎn)生振蕩

、損壞儀表

、影響生產(chǎn)。

2. 對于管路振動(dòng)較高嚴(yán)重的場合

，應(yīng)盡可能避免使用旋渦流量計(jì)

。

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