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　　LUGB-DN100涡街流量计在特定的流动条件下面，一部分的流体动能就会转化为流体振动，其振动频率跟流速（流量）有一个确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计可以称为流体振动流量计。目前流体振动的流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计还有射流流量计。 　　涡街流量计具有有以下一些特点：zyclxmzsw 　　①输出是脉冲频率，其频率跟被测流体的实际体积流量成正比，不受流体组分、密度、压力、温度的影响； 　　②测量范围宽，一般范围度可以达10：1以上； 　　③度为中上水平； 　　④无可动部件，可靠性高； 　　⑤结构简单牢固，安装方便，维护费较低； 　　⑥应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸汽。 　　涡街流量计的工作原理：在流体当中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体的两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡被称为卡曼涡街，旋涡列在旋涡的发生体下游非对称地排列。涡街流量计输出的脉冲频率信号不受流体物性还有组分变化的影响，就是仪表系数在一定雷诺数范围里面仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是在物料平衡以及能源计量中需要检测质量流量，这时流量计应该同时监测体积流量和流体密度，流体物性还有组分就会对流量计量产生直接影响。 　　涡街流量计由传感器还有转换器两部分组成，传感器是包括旋涡发生体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器主要包括前置放大器、滤波整形电路、DAC、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还会把微处理器、显示通信以及其他功能模块装在转换器内。 　　LUGB-DN100涡街流量计在现场当中的应用： 　　1、现场应用 　　涡街流量计适用的流体是比较广泛的，但是不适用于低雷诺数（ReD≤2×104）流体。因为在低雷诺数的时候，斯特劳哈尔数伴随着雷诺数而变，仪表线性度变差。同时，含有固体微粒的流体对于旋涡发生体的冲刷会产生噪声，其含有的短纤维如果缠绕在旋涡发生体上将改变仪表系数。涡街流量计在混相流体当中的应用如下： 　　①可用于含分散、均匀的微小气泡，但是容积含气率应该小于7%～10%的气、液两相流，如果容积含气率超出2%，就应该对仪表系数进行修正。 　　②可以用于含分散、均匀的固体微粒，含量不大于2%的气固、液固两相流。 　　③可用于互不溶解的液液（如油和水）两组分流等。 　　脉动流还有旋转流会对涡街流量计产生严重影响。如果脉动频率跟涡街频率频带合拍可能引起谐振，破坏正常工作还有设备，使得涡街信号产生“锁定（Lock-in）”现象，这时信号就会固定在某一频率。“锁定”跟脉动幅值、旋涡发生体形状以及堵塞比等有关。 　　涡街流量计的度对于液体大致是在±0.5%R～±2%R之间，对于气体在±l%R～±2%R之间，重复性一般为 0.2%～0.5%。由于涡街流量计的仪表系数比较低，频率分辨率低，口径愈大的话精度愈低，所以仪表口径不宜过大（DN300以下）。 　　范围度宽就是涡街流量计的特点，但是重要的一点就是量程下限的流量数值。一般液体的平均流速下限为0.5m/s，气体为4～5m／s。涡街流量计的正常流量zui好是在正常测量范围的1/2～2/3处。 　　涡街流量计的zui大优点是仪表系数不受测量介质物性的影响，可以由一种典型的介质到其他介质上面。但由于液、气的流速范围差别会很大，导致频率的范围也差别很大。处理涡街信号的放大器电路当中，滤波器的通带会不同，电路参数亦不同，因此，同一电路的参数不可以用于测量不同的介质。 　　另外，气体还有液体的密度差别很大，而旋涡分离的时候产生的信号强度与密度成正比，因此信号强度差别也会很大。液、气放大器电路的增益、触发灵敏度等都是不相同，压电电荷差别大，电荷放大器的参数也会不相同。即使同为气体（或液体、蒸汽），随着介质压力、温度、密度不同，使用的流量范围会不同，信号强度亦不同，电路的参数同样是要改变。因此，一台涡街流量计不经硬件或者软件修改，改变使用介质或者改变仪表口径是不可行的。 　　2、安装注意事项 　　涡街流量计属于是对管道流速分布畸变、旋转流还有流动脉动等敏感的流量计，因此，对于现场管道安装条件应该充分重视，严格地遵照使用说明书执行。 　　涡街流量计可以安装在室内或室外。如果是安装在地井里面，为防止被水淹没，应该选用涎水型的传感器。传感器在管道上面可以水平、垂直或倾斜安装，但是测量液体和气体的时候为了防止气泡和液滴的干扰，要注意安装位置。测量含液体和含气液体的流量仪表安装必须保证上、下游直管段要有必要的长度。传感器与管道的连接时要注意以下问题。 　　① 上、下游配管内径D与传感器内径D’相同，其差异要满足下述条件： 0.95D≤D’≤1.1D； 　　② 配管应该跟传感器同心，同轴度应小于0.05D’； 　　③ 密封垫不可以凸入管道里面，其内径可要比传感器内径要大1～2mm； 　　④ 如果需断流检查跟清洗传感器，应设置旁通管道； 　　⑤ 减小振动对涡街流量计的影响应该作为涡街流量计现场安装的一个突出问题来关注。首先，在选择传感器安装场所的时候尽量注意到避开振动源；其次，采用的是弹性软管连接在小口径中可以考虑；第三，加装管道支撑物是一个有效的减振方法。 　　电气安装应该注意传感器跟转换器之间采用屏蔽电缆或低噪声电缆连接，其距离不应该超过使用说明书的规定。布线的时候应远离强功率电源线，尽量要用单独金属套管保护。应该遵循“一点接地”原则，接地电阻应该小于10ω。整体型和分离型都应该在传感器侧接地，转换器外壳接地点应该跟传感器“同地”。 　　3、现场常见的故障现象、原因以及排除方法 　　涡街流量计是有多种的检测方式，传感器还有测量电路差别也较大，但是涡街流量计常见的故障有共性。 　　LUGB-DN100涡街流量计

　　在水轮机调速器中，常用的电气－机械/液压转换元件有：喷嘴挡板伺服阀、电液转换器、比例阀、比例伺服阀、微型电机、电磁换向阀、高频快速开关阀等。目前，使用较多的是比例阀、比例伺服阀、微型电机、电磁换向阀、高频快速开关阀等。 　　》喷嘴挡板伺服阀 　　在一些早期进口调速器设备中，我们能看到喷嘴挡板伺服阀的身影，由于对油液清洁度要求十分苛刻，采购成本与维护费用较高，系统能耗也大，长期使用的可靠性普遍较低，未能在我国水电行业得到广泛应用与普及。 　　》电液转换器 　　过去我们常见的十字弹簧式电液转换器、环喷式电液转换器、双锥式电液转换器、动圈滑阀式工业伺服阀属于工业伺服阀的范畴，实际就是廉价伺服阀，属单件小批量、非标准产品，水电行业习惯性地称这类阀为“电液转换器”。目前在水电行业已很少生产与使用。 　　》微型电机 　　微型电机属于电气－机械转换元件的范畴，它在水轮机调节行业的成功应用较好地解决了电液转换器对油质要求高、长期使用可靠性得不到保证的缺点。但它自身也存在一些不足，例如发热大、长期工作的润滑问题与机械磨损、不适于频繁启停等；可以想象，它作为一个旋转机构输出角位移与力矩，然后转换为直线位移与作用力去推动主配引导阀，当从正转向反转变化时，电机的转速和方向也要有个变化，也就是先要减速，然后又要反向加速；似乎没有动圈或电磁铁直接控制阀芯作直线运动那么灵活快捷。 　　》比例阀 　　比例阀控制流体属于模拟式流体控制，比例阀是介于普通工业液压阀和电液伺服阀之间的一种液压阀。一般由比例电磁铁与相应机能的阀件组成。比例电磁铁由线圈、铁芯、固定件组成，而由其推动的阀件可以是压力阀、流量阀、方向/流量阀或复合阀。比例电磁铁巧妙地利用了磁性材料磁通密度的饱和特性，使电磁作用力与电流成比例。由于比例阀铁芯的电磁力与输入比例线圈的电流成正比，而铁芯的反作用力则由复位弹簧来平衡，这就决定了电流与铁芯位移之间具有一定比例关系。而比例阀的阀芯则由电磁铁铁芯带动，从而实现对液压参量的比例控制。至于比例阀的电气操纵方式，可以使用模拟信号，也可采用耗电小和电流放大简单的脉宽调制信号(PWM信号)。 　　比例阀的发展大体经历了3个阶段：上世纪60年代末～70年代初为比例阀诞生阶段，此时的比例阀仅仅将比例电磁铁用于普通工业液压阀，以代替普通开关电磁铁或操作手柄，阀件的结构原理和设计准则几乎没有变化，不含受控参量的反馈闭环，其工作频宽仅在(1～5)Hz之间，稳态滞环在(4～7)%之间，只能用于开环控制。 　　1975年～1980年间比例阀发展进入了第二阶段，采用各种内反馈原理的比例元件大量问世，耐高压比例电磁铁和比例放大器在技术上也日趋成熟，比例阀的工作频宽已达(5～15)Hz，稳态滞环亦减小到3%左右。其应用领域日渐扩大，不仅用于开环控制，也被应用于闭环控制。 　　上世纪80年代初至今，比例阀发展进入第三阶段，比例阀设计原理进一步完善，采用了压力、流量、位移内反馈、动压反馈及电校正等手段，使阀的稳态精度、动态响应和稳定性都有了进一步的提高。其中，值得一提的是，德国Bosch公司在90年代对常规比例方向流量阀进行了一系列的改进与技术更新，推出了所谓比例伺服阀，其主要性能实际已达到了伺服阀的各项指标。另一项重大进展是，比例技术和插装阀相结合，推出了不同功能和规格的比例插装阀，形成了电液比例插装技术。同时，由于传感器和电子器件的小型化，还出现了电液一体化的比例阀，比例技术逐渐形成了集成化的趋势。 　　比例阀在水轮机调速器中的应用，主要是比例方向流量控制阀、比例伺服阀，后者其实是特殊形式的高性能比例方向流量控制阀，也称闭环比例阀。 　　1）比例方向流量控制阀的特点及分类 　　比例方向流量控制阀是一种能按输入电流信号连续控制液流方向和流量的电液控制阀，它具有下列主要特点： 　　⑴滑阀配合间隙仅和一般换向阀相当，因此对油质要求较低； 　　⑵比例电磁铁的输入功率较大，比伺服阀大一个数量级，这是提高其工作可靠性的技术措施之一； 　　⑶比例方向流量阀的额定工作压差比伺服阀低一个数量级，与普通换向阀相当，单阀口压降约(0.25～0.8)MPa，其系统能耗和温升远比采用伺服阀的系统低； 　　⑷中位搭叠量较大，这是为降低成本而作出的一种抉择。但因此也成了一个附带的优点，在失电时能保证受控负载的位置不漂移； 　　⑸可以象普通换向阀一样，采用不同的滑阀中位机能； 　　⑹存在着(3～5)%的静态滞环、较大的非线性，且动态响应要比伺服阀低； 　　⑺由于存在较大的中位搭叠量，对中弹簧又具有一定的预压缩量，因此其零位控制死区很大，其起始控制电流值可达额定控制电流的(10～20)%. 　　比例方向流量控制阀按其流量控制方式，可分为节流控制型和流量控制型两大类。前者受控量只是阀芯位移即阀口开度，输出流量受负载及供油压力变化的影响；后者采用压力补偿或流量反馈，其被控流量只取决于控制电流，而与负载及供油压力变化无关。为降低使用要求、简化控制环节，在水轮机调速器中常采用前者作为电液转换元件。 　　2）直控式比例方向流量阀 　　图4.2-1为不带位置反馈的直控式比例方向流量阀的结构示意图，属于节流控制型方向流量阀。图中，进油口为P、出油口为A/B、回油口为T。 　　图4.2-1. 不带位置反馈的直控式比例方向流量阀 　　当比例电磁铁不通电时，阀芯由复位弹簧保持在中位，当向左侧电磁铁输入一个电流信号时，电磁铁就会产生一定的推力，推动阀芯克服弹簧力向右移动一定距离，阀芯相对于阀体的控制台阶移动一定的开口量，P腔到B腔、A腔到T腔流过一定的流量。若输入连续的电流信号，则开口量就会随之呈线性变化，使通过阀的液流流量成比例变化。右侧电磁铁输入电流信号时，也会产生类似的变化，只不过液流方向相反。改变左、右比例电磁铁的信号，就可使液流改变方向和流量。而普通的电磁铁换向阀只有左、中、右3个位置，不可能在中间任一位置停留。 　　不带位置反馈的直控式比例方向流量阀由于受摩擦力及阀口液动力等干扰的影响，阀芯定位精度不高，尤其在高压大流量情况下，液动力的影响更加突出。为提高阀口开度控制精度，可采用带位移电反馈的比例方向流量阀。 　　如果在图4.2-1所示的比例电磁铁末端加装位移传感器，就可构成电反馈比例方向流量阀。参见图4.2-2，位置传感器可以检测电磁铁铁芯的位置，即阀芯的确切位置，若有一定的位置误差，就会产生一个反馈信号给放大器，输入信号和反馈信号在放大器内比较，两个数值比较后，产生一个偏差信号输入电磁铁，以补偿干扰产生的阀口开度误差；此时阀口开度仅取决于输入的电流信号，而与摩擦力、液动力等干扰无关。 　　图4.2-2. 带位置反馈的直控式比例方向流量阀zyclxmzsw