KEWILL全球

震动环境下涡街流量计如何精准测量

随著社会的进步，工业的发展，使用者对流量计的使用要求越来越高。旋涡街流量计因其应用范围广，可靠性高，维护量小，已成为不可缺少的流量测量工具。旋涡街道流量计抗干扰能力差，易受现场振动的干扰，现场振动较大时会出现计量不准确、下限低、上限低等问题。管路振动随处可见，且具有多样性。因此如何使涡街流量计在振动环境下能准确测量是目前的难点。

以下是一个涡街流量计DN25口径的简单例子：

一、概况介绍：涡街流量计的口径范围为10mm-400mm(满管式)；频率范围大约为0.5Hz-4000Hz，随着口径的增大和频率的降低，其频率范围也随之减小和提高。在DN25口径下，假设测量仪系数为72000，流量范围大约是7.5m³/h-75m³/h，那么它的频率值是150Hz-1500Hz，程比是1:10。

振荡分析：振荡的情况各不相同，但有两种振荡主要影响涡街流量计*度。其中之一是管道的低频振动，它不太高，大约在200Hz以下，我们称之为低频振动；另外一个是探针的高频自振频率，大约在4000-5000Hz之间，叫做探针的高频谐振频率。涡街上部频率以低频振动为主，高频自振频率则以涡街上部频率为主。

3.检验分析：采用安装在校准设备上的DN25口径涡街流量计，我们开始逐步增加风量，使之达到2000Hz频率(流量为5m³/h)(流量为100m³/h)。进而分析管道振动对涡街上下限的影响。

频率值是稳定的，但是容易受到管道的低频振动的影响，从而破坏了流量的下限。

150Hz-500Hz：管子不容易产生振动，在一般情况下使用时，问题不大。

500Hz-1000Hz：受管子的振动影响很小，可以忽略管子的振动，在这个区间内，涡街流量计的信噪比很高，性能很强。

1,000Hz-1200Hz：探针的自振频率效应开始显现，伴随着管道的低频振动，信号开始变差，流量计仍能正常工作。

探针的自振率比涡街探针的自振率要高，信噪比变得很低，大多数涡街流量计不能正常工作。

探针的自振频率完全处于主动状态，涡街探针频率被淹没，涡街流量计不能正常工作。

4.解决办法：对于下界管路的低频振动，主要是提高探头灵敏度，并增加转换器下界的放大倍数，以此提高信噪比；对于高频自振频率，目前通常是增加高频滤波，以便尽量减小谐振频率；还有另一种办法，就是将探头轻量化，提高谐振频率，其主要做法是将探头切窄、切平、切短以减轻重量。

总结起来，我们会发现这些解决方案相互矛盾。为达到良好的下限，需要提高探针灵敏度，采用长探针；而短探针则需要达到上限。结果，DN25口径的涡街流量计大多只能达到8-60m³/h(程比为1:7.5)的流量范围，无法满足用户的使用要求。但DN15、DN20口径的情况，更是无法满足使用要求。

五、技术改进：说到底，提高信噪比的问题和提高信噪比的方法有很多，例如：采用低噪声装置或降低工作电压；采用可调带通滤波器自动跟踪涡街频率信号；良好屏蔽隔离布线等，都是行之有效的措施。随著电子技术的发展，市场上也有许多利用傅氏变换原理、相关原理等来设计的涡街流量计转换器，局限于其相对复杂性、成本、功耗及稳定性原因，使用效果并不理想。

众所周知，探针采集的准正弦波信号，经过放大放大后，在波峰、波谷处具有良好的信噪比。当采集点移动到波峰、波谷位置时，涡街流量计的抗振性将大大提高。为此，采用相位变换技术对信号进行处理，使得涡街流量计只能在波峰和波谷处采集信号，从而提高信噪比。DN25口径在不修改探头尺寸的情况下，精度可达到1%，精度在1:10范围内，在1:20范围内，精度可达到1.5%;DN15和DN20口径在1:10范围内，精度可达到1%或1.5%;DN300范围内，下限可达到500m³/h，基本满足用户的使用要求。