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ZNGB系列渦街流量計(jì)的構(gòu)成、基本原理、調(diào)試及在水冷系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用,并通過(guò)實(shí)際操作總結(jié)出一些工程應(yīng)用中的維修經(jīng)驗(yàn). 1 前言 高線廠步進(jìn)梁式加熱爐采用四根靜梁、五根動(dòng)梁結(jié)構(gòu),梁內(nèi)采用循環(huán)水冷方式給梁進(jìn)行冷卻降溫.所以,冷卻水的正常流動(dòng)是確保九根梁不被燒塌的關(guān)鍵要素之一.有水壓不一定有水流量,這是筆者在某公司考察、學(xué)習(xí)的切身體會(huì).該公司下屬的棒材廠步進(jìn)梁式加熱爐水冷循環(huán)系統(tǒng)主要采用壓力指示檢測(cè),后因管道堵塞,二次儀表有壓力指示,實(shí)際沒(méi)有流量,導(dǎo)致?tīng)t體燒塌的嚴(yán)重后果.為此,高線廠在水冷循環(huán)系統(tǒng)中采用了以檢測(cè)水流量為主的檢測(cè)方式,在冷卻水總管和九根梁分別安裝了一臺(tái)中能儀表ZNGB渦街流量計(jì).中能儀表ZNGB渦街流量計(jì)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,被測(cè)介質(zhì)范圍廣（氣體、液體、蒸汽）,壓力損失小、精度高、維護(hù)量小等特點(diǎn),在各生產(chǎn)裝置中使用較為普遍.另外它在測(cè)量體積流量時(shí),幾乎不受流速、密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響.下面筆者就日常工作中該類型儀表運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題及處理問(wèn)題的方法給以敘述. 2 工作原理 ZNGB渦街流量計(jì)系利用流體繞非流線型物體時(shí)產(chǎn)生卡門(mén)渦街這體振動(dòng)現(xiàn)象制成的流量計(jì).這種流量計(jì)給出只與流速成正比的脈沖頻率信號(hào),而與流體的溫度、壓力、成份、粘度以及密度等均無(wú)關(guān)系.即 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為施特勞哈數(shù). 當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí),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(cè)此升力的變化,將其轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)送入放大器,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(hào),電路框圖如圖1所示.由上式可見(jiàn),通過(guò)測(cè)量渦街頻率就可算出流速v,進(jìn)而由管徑和流速求出流量,圖2為旋渦發(fā)生示意圖. 3 組成及功能 ZNGB渦街流量計(jì)儀表由以下六部分組成:變送器殼體;渦街發(fā)生體;信號(hào)檢測(cè)體;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(dòng)時(shí)可在較寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號(hào).渦街發(fā)生體使流體流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生渦列,信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)渦列并轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào).輸入放大器將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大,并濾除干擾信號(hào).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(hào).輸出放大器將方波信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為4~20mA直流電流信號(hào)輸出,并輸出方波脈沖信號(hào)（作為供給流量積算之用）. 4 流量計(jì)的調(diào)試 在管道內(nèi)沒(méi)有液體流動(dòng)時(shí),由于管線振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲使接收器反常地計(jì)數(shù),這時(shí)就應(yīng)該對(duì)儀表進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié). 4.1滿量程的調(diào)整 如果不知道儀表的滿量程頻率,可通過(guò)流量,計(jì)算出滿量程頻率fmax來(lái)調(diào)校儀表.其關(guān)系式為fmax=KQQmax,KQ（脈沖數(shù)/升）--儀表標(biāo)定常數(shù)的值.正確的接線,用信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)至電荷放大器,加大輸入信號(hào)幅值,轉(zhuǎn)換輸出方波,改變信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率,直到頻率計(jì)上顯示的值是按上式計(jì)算出的滿量程頻率為止.此時(shí),固定頻率不變,并調(diào)整量程電位計(jì),數(shù)字萬(wàn)用表的示值為20mA時(shí)為止. 4.2 零點(diǎn)調(diào)整 正確的接線,通過(guò)低頻信號(hào)發(fā)生器給ZNGB渦街流量計(jì)輸入幅度為零的信號(hào),調(diào)整零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位計(jì),數(shù)字萬(wàn)用表的顯示值應(yīng)為4mA. 4.3 放大器增益的調(diào)整 一般情況下無(wú)需對(duì)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(guò)放大器板A上的AMP電位計(jì)調(diào)節(jié)放大器增益. 5 實(shí)際應(yīng)用 5.1 安裝 為了保證測(cè)量精度,ZNGB渦街流量計(jì)安裝位置的前后應(yīng)有必要長(zhǎng)的直管段.上游側(cè)如有縮徑阻力件時(shí)要有15D長(zhǎng)的直管段;如有同平面的彎頭時(shí)要有20D長(zhǎng)的直管段;下游側(cè)的直管段長(zhǎng)應(yīng)在5D以上. ZNGB渦街流量計(jì)可以水平、垂直或其他位置安裝,但測(cè)量液體時(shí)如果是垂直安裝,應(yīng)使液體自下而上流動(dòng),以保證管路中總是充滿液體. 5.2 沒(méi)有流量時(shí)有信號(hào)輸出 故障原因: 1）儀表引線屏蔽或接地不良引入50Hz干擾; 2）周圍有強(qiáng)電設(shè)備或動(dòng)力線; 3）管道有強(qiáng)烈振動(dòng). 處理措施: 1）加強(qiáng)屏蔽或接地,消除50Hz干擾; 2）使儀表或信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源; 3）采取減振、加強(qiáng)濾波或降低靈敏度. 5.2.2 故障現(xiàn)象及處理方法 5.2.1 通電后無(wú)指示,無(wú)輸出信號(hào) 故障原因: 1）流量積算儀沒(méi)有24VDC輸出; 2）接線有錯(cuò)誤或斷線; 3）傳感器內(nèi)斷線或放大器損壞; 4）管道內(nèi)無(wú)流量或流量太小. 處理措施: 1）檢查積算儀輸出是否正常; 2）重新接線; 3）維修或更換; 4）縮小儀表安裝處的管道內(nèi)徑. 5.2.3 指示誤差大 故障原因: 1）上游直管段長(zhǎng)度不夠; 2）儀表常數(shù)設(shè)定有誤; 3）電源電壓和負(fù)載電阻不符合要求; 4）發(fā)生體粘污嚴(yán)重; 5）放大器參數(shù)發(fā)生變化; 6）有氣穴現(xiàn)象. 處理措施: 1）改變安裝地點(diǎn),加整流器或降低使用精度,上游直管段大于15D; 2）重新設(shè)定參數(shù); 3）按儀表要求提供電源電壓; 4）清洗發(fā)生體; 5）重新調(diào)整; 6）改變安裝地點(diǎn),增加入口壓力. 5.2.4流量指示值波動(dòng)大 故障原因: 1）管道振動(dòng)影響; 2）靈敏度調(diào)得過(guò)高; 3）傳感器發(fā)生體上有附著物; 4）壓電晶片損壞; 5）工藝過(guò)程波動(dòng)大. 處理措施: 1）加強(qiáng)濾波或減振; 2）降低靈敏度; 3）清潔傳感器發(fā)生體; 4）更換 5）將儀表安裝在流量波動(dòng)小的工藝管道上. 6 應(yīng)用效果 中能儀表ZNGB系列渦街流量計(jì)具有體積小,重量輕等優(yōu)點(diǎn),既可以輸出3線制電壓脈沖,也可以輸出模擬信號(hào),與PLC系統(tǒng)配套使用,可廣泛應(yīng)用于檢測(cè)冶金工業(yè)水冷卻系統(tǒng)中的瞬時(shí)水流量和累積水流量. 推薦產(chǎn)品.電磁流量計(jì),壓力變送器,孔板流量計(jì),V錐型流量計(jì),超聲波流量計(jì),渦街流量計(jì),渦輪流量計(jì),熱電偶.