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渦街流量計(jì)的材質(zhì)

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詳細(xì)介紹

渦街流量計(jì)的材質(zhì)
在前面已介紹了卡曼渦街的形成與分離、渦街信號(hào)的檢測(cè)、放大、濾波與整形，輸出頻率與狀態(tài)體積流量成正比的
方波信號(hào)，或經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出電流值與流量成正比的4~ 20mA模擬信號(hào)等內(nèi)容，這些都屬于一次儀表的范疇。
    把一次表輸出的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算，獲得瞬時(shí)流量和一段時(shí)間內(nèi)的總量，并顯示或再發(fā)送，這是流量計(jì)
算顯示儀的主要任務(wù)。
    隨著微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用，給儀表帶來(lái)巨大的變化，一次儀表與積算顯示儀已
融合成一體，向著一體化、智能化方向發(fā)展。
    20世紀(jì)80年代后期，國(guó)外各大儀表公司，在常規(guī)型渦街流量計(jì)的基礎(chǔ)上，陸續(xù)推出一批智能型渦街流量計(jì)，其中Foxboro
公司的E83 I/A系列，Rosemount公司的8800系列，F(xiàn)ischer&poIter公司的Vortex 4型、日本橫河公司的YEWFLO -E型和DY
型渦街流量計(jì)就是其中的代表。本章將對(duì)智能型渦街流量計(jì)作專門介紹。
*節(jié) 特點(diǎn)與功能
    一、特點(diǎn)
1．一體化結(jié)構(gòu)
常規(guī)型渦街流量計(jì)實(shí)際上是一種組合式流量?jī)x表。它把渦街流量傳感器與流量顯示儀，或把渦街流量變送器與流量顯示
儀表組合在一起，進(jìn)行流量測(cè)量與顯示。對(duì)于氣體或蒸汽流量測(cè)量還增加了壓力變送器、溫度變送器，采用多臺(tái)儀表的組合才能實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量，如圖所示。這種組合式渦街流量計(jì)測(cè)
量系統(tǒng)成套性差，裝表費(fèi)用高，安裝和維護(hù)工作量也較大，給用戶造成不便。
    圖組合式渦街流量計(jì)

    智能型渦街流量計(jì)具有一體化結(jié)構(gòu)，它的基本形式有以下
幾種：
    （1）渦街流量傳感器+流量顯示計(jì)算單元；
    （2）渦街流量傳感器+壓力（或溫度）傳感器+流量顯示計(jì)
算單元；
    （3）渦街流量傳感器+壓力傳感器+溫度傳感器+流量顯
示計(jì)算單元；
    （4）渦街流量傳感器+壓力傳感器+溫度傳感器+流量顯
示計(jì)算單元+通信單元。
    這種一體化結(jié)構(gòu)，使一臺(tái)渦街流量計(jì)集流量、壓力、溫度
檢測(cè)、流量計(jì)算、補(bǔ)償、顯示和通信單元于一體，一臺(tái)儀表具
有多臺(tái)儀表的功能。
2．多參數(shù)測(cè)量
一臺(tái)渦街流量計(jì)不僅測(cè)量流量，還可以測(cè)量流體的溫度、壓力。有了流體的溫度和壓力等變量就可推算出與流體溫度、
壓力有關(guān)的狀態(tài)參數(shù)，例如流體的密度、粘度、壓縮系數(shù)等其他參數(shù)。

   3．信號(hào)處理和功能的智能化
    在多參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，發(fā)揮微處理器的作用。在信號(hào)處理和儀表功能方面完成流量顯示儀所能實(shí)現(xiàn)的各種功能，實(shí)現(xiàn)
渦街流量計(jì)的智能化。
    4．提高了測(cè)量精確度、范圍度
    由于智能型渦街流量計(jì)具有流量特性補(bǔ)償功能，它可對(duì)影響流量測(cè)量精確度的諸因素進(jìn)行全面補(bǔ)償，從而提高了儀表的
精確度和范圍度。例如常規(guī)型渦街流量計(jì)的精確度為±（1%一1.5％），而智能型渦街流量計(jì)則可達(dá)到±（0.50/0~1％）；常規(guī)
型渦街流量計(jì)的下限流速中液體為0.5m/s，氣體為5m/s，智能型則可達(dá)到液體0.3m/s，氣體3m/s。

    5．微功耗電子器件的應(yīng)用和靈活的供電方式
    智能型渦街流量計(jì)采用微功耗電子器件，整機(jī)耗電量微小。所以，供電方式靈活。它可以采用標(biāo)準(zhǔn)24V供電，用于分散控
制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）；也可單獨(dú)作流量測(cè)量?jī)x表，用3.6V鋰電池供電，且連續(xù)運(yùn)行一年以上。
    6．芯片的應(yīng)用
    在儀表的一些重要環(huán)節(jié)（如信號(hào)處理）設(shè)計(jì)芯片和模塊化軟件，強(qiáng)化了儀表的性能和功能。
    二、功能
    智能型渦街流量計(jì)具有多種功能，可以從以下幾個(gè)方面作
具體說(shuō)明。
    1．流量計(jì)算和補(bǔ)償功能
    這是智能型渦街流量計(jì)所具有的zui基本功能，包括以下幾方面：
    （1）根據(jù)基本的流量計(jì)算公式，完成液體、氣體、飽和蒸氣、過(guò)熱蒸氣等介質(zhì)的體積流量工作狀態(tài)體積流量、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量、
質(zhì)量流量的計(jì)算，即
    qv=3.6f/K    （7-1）
    質(zhì)量流量為
    qm=3.6pf/K    （7-2）
式中 qv-l作狀態(tài)下流體的體積流量，m3／}i；
    K-渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)，L-1；
    gm——流體的質(zhì)量流量，kg/h；
    P-流體的密度，kg /m3
    f一旋渦的頻率，Hz。
    流體的密度的計(jì)算，將在本章第三節(jié)中介紹；
    （2）雷諾數(shù)計(jì)算和流動(dòng)狀態(tài)判別；
    （3）溫度、壓力補(bǔ)償，密度補(bǔ)償功能；
    （4） -般氣體壓縮系數(shù)Z的補(bǔ)償；
    （5）天然氣超壓縮系數(shù)的補(bǔ)償；
    （6）低雷諾數(shù)區(qū)域，儀表系數(shù)K的非線性補(bǔ)償；
    （7）飽和蒸氣、濕飽和蒸氣、過(guò)熱蒸氣的密度計(jì)算與補(bǔ)償；
    （8）濕氣體干部分的密度計(jì)算；
    （9）其他有關(guān)的補(bǔ)償，如高溫狀態(tài)下對(duì)渦街流量計(jì)測(cè)量管徑和發(fā)生體寬度變化引起的儀表系數(shù)變化的補(bǔ)償，測(cè)量管與配
置管徑差異的補(bǔ)償?shù)取?br />    以上功能，各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品不盡相同。有的廠家考慮到儀表的性，對(duì)不同類型的儀表設(shè)置不同的功能。例如，氣
體型渦街流量計(jì)僅設(shè)置與氣體特性有關(guān)的溫度、壓力補(bǔ)償、壓縮系數(shù)補(bǔ)償功能；蒸汽型渦街流量計(jì)則設(shè)置與蒸汽測(cè)量有關(guān)的
功能。
    2．小信號(hào)切除功能
    小信號(hào)切除是為了消除儀表的零點(diǎn)不穩(wěn)定性，模擬信號(hào)在轉(zhuǎn)換和處理中的零點(diǎn)漂移所帶來(lái)的誤差。
    當(dāng)流體不流動(dòng)或流速很低時(shí)，由于外界的隨機(jī)干擾（如測(cè)量管被偶然撞擊，流體的偶然被擾動(dòng)，或電源中的突發(fā)干擾）造成
渦街流量計(jì)有間斷的脈沖輸出，引起零點(diǎn)變化；或者在流速低于下限流速時(shí)，旋渦分離已很不穩(wěn)定，仍有頻率很低不規(guī)則的
脈沖信號(hào)輸出。此時(shí)，如果濾波率參數(shù)調(diào)整不合適或整形級(jí)的觸發(fā)靈敏度較高，都會(huì)使渦街流量計(jì)有很低頻率的脈沖輸出或
很小的電流輸出，從而導(dǎo)致累積流量的緩慢增大，這種現(xiàn)象對(duì)于不連續(xù)工作的渦街流量計(jì)來(lái)說(shuō)，會(huì)帶來(lái)一定的總量誤差。
    對(duì)于渦街流量計(jì)來(lái)說(shuō)，需切除的小流量值，是以不影響測(cè)量誤差為前提。當(dāng)經(jīng)微機(jī)運(yùn)算后，獲得的流量值小于設(shè)定的閾
值時(shí)，才進(jìn)行切除。不同的口徑設(shè)定的切除閾值是不同的。
3．參數(shù)設(shè)定和修改功能
應(yīng)用該項(xiàng)功能設(shè)定以下參數(shù)與信息：
（1）設(shè)置與流量計(jì)算有關(guān)的參數(shù)：儀表系數(shù)K、管道內(nèi)徑、量程的上限、小流量的切除閾值、流體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度、流量
單位、阻尼時(shí)間、測(cè)量管和發(fā)生體材料的膨脹系數(shù)等。
    （2）渦街流量計(jì)的初始化信息：制造廠代碼、產(chǎn)品出廠編號(hào)、品種代號(hào)、精確度等級(jí)、公稱壓力、工作溫度、電源電壓、
防護(hù)等級(jí)、法蘭材料代號(hào)、測(cè)量管和發(fā)生體材料代號(hào)等。
    （3）儀表的操作密碼
    以上參數(shù)的設(shè)定，由制造廠在產(chǎn)品出廠前完成。
    4．提供非測(cè)量信息管理功能
    提供以下非管理信息：儀表安裝工位號(hào)、描述符、上次標(biāo)定時(shí)間、下次標(biāo)定日期、標(biāo)定單位、標(biāo)定責(zé)任人、安裝日
期、維護(hù)責(zé)任人、維修日期與內(nèi)容等，這些信息由使用單位寫入儀表。
5．組態(tài)功能
（1）就地或遠(yuǎn)程設(shè)定和調(diào)整參數(shù)；
（2）選擇被測(cè)介質(zhì)類型和輸出信號(hào)形式；
（3）選擇工程單位：
體積流量單位US，m3/h．Nm3/h   質(zhì)量流量單位kg/h，t/h；
    總量單位m3，Nm3，kg，t；
    壓力單位Pa，kPa，MPa；
    溫度單位℃；
    電流單位mA；
    頻率單位Hz；
    流速單位m/s。
    6．信號(hào)調(diào)理功能
    該功能可用于控制調(diào)整信號(hào)處理參數(shù)，包括濾波器校正、小流量切除、觸發(fā)電平調(diào)整、濾波器恢復(fù)等。應(yīng)用該功能可對(duì)
工作于不同流體或流體不同狀態(tài)下的信號(hào)處理參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使信號(hào)處理單元工作在*狀態(tài)。