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涡街流量计抗管道振动和流体振动问题
振动问题是衡量一台涡街流量计工业应用好坏的一个重要指标。目前,很多工业用户之所以对涡街流量计的应用失去信心,在很大程度上是由于振动因素影响。工业中的振动是普遍存在的,目前较*的涡街流量计都有一定的抗振动能力,对于一般的工业振动大部分都能消除。一般的工业振动频率大都在几赫到几千赫,涡街流量计的漩涡频率正好落在这个范围之内,
本文以电容式、压电式、超声波式涡街流量计为例来说明其抗振性问题。

电容式涡街流量计抗振动问题
电容式涡街流量计以E + H公司生产的Prowirl70为代表,它采用差动开关电容(DSC)传感器,用来检测漩涡压力脉冲,差动电容结构如图1所示:
抗管道振动和流体振动能力:当振动方向在纵向(顺流向)或与漩涡发生体轴线相平行的方向振动时,由振动所产生的惯性力同时作用在振动体及电极上,使振动体都在同方向产生挠曲变形,由于设计时保证了振动体与电极几何结构与尺寸相匹配,使它们的变形量*,差动信号输出为0,从而使这两个方向上的振动所产生的影响基本消除了。
但是,抗横向(与漩涡升力方向*)振动能力仍然很弱,因为在某一时刻,往复振动只在一个方向上对振动套筒发生应力,如果振动明显,必然在输出信号上迭加振动分量,使输出信号偏离真实值。电容式涡街流量计在频率范围为1～500Hz的纵向以及与发生体轴线相平行的方向的任何振动以及高达1g振动加速度冲击基本能够消除,所以本流量计具有二维方向的抗振动补偿功能。
1.2压电应力式涡街流量计抗振动问题
压电应力式涡街流量计以YOKOGAWA的YF100E、Rosemount的8800A、F+P的VT/VR型为代表。
吉林天然气流量计的抗振动设计
YOKOGAWA的YF100E采用两片圆形压电元件,它们上、下封装在漩涡发生体内部(不与流体直接接触),以此来感受漩涡升力和振动应力。每片压电元件沿中性面分割成两个对称的半圆,分别处于中性面的两边,且极化方向相反。两片压电元件采用并联方式,每片压电元件的两半片组成一个电极,两电极从上下两片极性相反的电荷而引出。三个不同方向的振动力产生的电荷信号极性如图2所示:
a振动方向与漩涡升力方向相同。此方向上的振动噪声不能*消除。
b振动方向与流体方向相同。此方向上的振动不能产生噪声信号。
c振动方向与发生体轴向平行。此方向上的振动不能产生噪声信号。
由此可见,YF100E同样能抗二维振动(流动方向上及与发生体轴向平行的方向上),但抗横向振动(升力方向)能力仍然较弱。
1.2.2 F+P的VT/VR抗振动设计
F+P涡街流量计采用对称差动传感器设计消除振动影响,即用四只压电敏感元件构成涡街传感器,以安装法兰为中心,两对反并联压电元件封装在上、下对称部位,每对压电元件又以中性面为中心,分置中性面两侧,如图3,当振动作用在X方向或Z方向时,四只压电元件产生电荷相互抵消,如图4,起到了X方向及Z方向的振动补偿功能。当漩涡升力交替作用在Y方向上时,只有中性面下两片压电晶体产生差动电荷信号,如图5,由于两片压电片为并联方式,所以输出信号加倍。
当振动信号作用在Y方向时,显然振动信号迭加到漩涡升力上,此方向的振动仍不能克服。
由此可见,此传感器结构具有抗X方向, Z方向二维振动能力,对Y方向的振动*力很弱。Rosemount 8800A智能涡街流量计采用质量平衡结构从机械上消除管道振动(或流体振动)影响,与YF100E相似,它只能克服流动方向及与漩涡发生体相平行方向的振动,而对升力方向上的振动仍然无法*克服。
总之,压电式涡街流量计具有二维方向(顺流向和漩涡发生体相平行方向)抗振动能力,无论如何,它抗升力方向上的振动仍然是很弱的。

可广泛应用各行业中小口径管道气体、液体、蒸汽流量计量，其表体自带连接法兰，在与管道连接时，将流量计法兰与管道法兰相连接，再用螺栓紧固即可。其特点是结构简单，安装方便。
产品特点：
◆可测量天然气、气体、液体的体积流量和质量流量。
◆可实现不断流拆装传感器，可实现放大器与传感器分离(分离距离15m)。
◆采用消扰电路和抗振传感头，涡街流量计使仪表具有一定抗环境振动性能。
◆压力损失小，量程范围宽，范围度达10－40倍。
◆无机械运动部件，*稳定，结构简单便于安装和维护。
◆可测介质温度达+350℃(+450℃)。
主要技术参数：
1、测量介质：液体、一般气体、天然气、蒸汽(饱和蒸汽和过热蒸汽)；
2、测量可能范围：雷诺数为5×103～7×106
3、正常测量范围：雷诺数为2×104～7×106
4、测量流速范围：液体0.5～7m/s 气体4～35mm/s 蒸汽7～70m/s
5、被测流体温度：-40℃～+300℃
6、被测流体温度：1.6、4、25MPa
7、准确度：1级、1.5级、0.5级(通过非线性修整方可达到0.5级)；
8、重复性：指示值的0.2%；
9、表体材料：ICr18Ni9Ti；
10、压力损失：△=1.2×r×V2×10-6 式中：△P-压力损失 r-被测的流体密度(Kg/m3) v-管内平均流速(m/s)
11、环境温度：-20℃～+55℃(特殊要求定货说明)
12、环境湿度：≤90%RH
13、大气压力：86-106KPa
14、外供电源：3.6～224VDC
15、内供电源：3～4.5VVDDC
16、工作电源：80/A
17、工作电压：2.7～3.6v
18、工作频率：0.1～3000H
19、信号远传距离：100mm
20、信号输出：脉冲输出(外供电源)电流输出4～20mADC(两线制外供24VDC电源)脉冲输出与电流输出只能选一种方式。