E+H涡街流量计基于卡门涡街原理测量流量,当流体流经阻流体时,在阻流体两侧交替产生旋涡,旋涡频率与流速成正比。这种流量计结构简单、压损小、适用范围广,但在脏污介质中面临挑战。脏污介质可能含有固体颗粒、纤维、油污或易结晶成分,这些物质可能磨损阻流体、沉积在传感器表面或堵塞取压孔,导致测量误差甚至仪表失效。因此,针对脏污介质的涡街流量计需要在设计上采取多种措施,提升耐用性和可靠性。
阻流体是E+H涡街流量计的核心部件,其形状和表面状态直接影响旋涡的产生和稳定性。在脏污介质中,阻流体首先承受磨损和冲击。设计时,阻流体通常采用耐磨材料,如不锈钢、硬质合金或陶瓷涂层。表面经过抛光或特殊处理,减少颗粒附着和磨损。阻流体的形状也经过优化,避免尖锐边缘和死角,防止纤维缠绕和颗粒堆积。一些设计采用梯形或三角形截面,既保证旋涡强度,又便于介质流过,减少沉积。
传感器是检测旋涡的部件,常见类型包括压电式、电容式和热敏式。在脏污介质中,传感器可能被沉积物覆盖,导致灵敏度下降或信号失真。耐用性设计包括将传感器封装在耐腐蚀、耐磨损的壳体内,并采用非接触或隔离式检测方式。例如,压电传感器可以安装在阻流体内部,通过金属膜片与介质隔离,避免直接接触。膜片材料需要耐腐蚀和耐磨损,同时具备良好的弹性,以传递旋涡压力。对于容易结晶的介质,传感器区域可以设计加热功能,防止结晶堵塞。

取压孔和引压管是另一个薄弱环节。在差压式涡街流量计中,取压孔可能被颗粒堵塞。设计时,取压孔可以加大直径,减少堵塞风险。引压管可以缩短,或采用倾斜布置,便于颗粒回流。一些设计采用隔离液或吹扫装置,定期清除沉积。对于脏污介质,还可以选择无取压孔的设计,如应力式或振动式传感器,直接检测阻流体的受力或振动。
表体结构对耐用性也有影响。表体内壁应光滑,减少涡流和沉积。连接方式可以采用法兰或对夹,便于拆卸清洗。对于易结晶介质,表体可以设计成可拆卸结构,方便维护。表体材料根据介质腐蚀性选择,如不锈钢、哈氏合金或衬里。衬里材料需要耐腐蚀和耐磨损,同时不影响旋涡的形成。
信号处理方面,脏污介质可能导致旋涡信号中混入噪声,如颗粒撞击声或流体脉动。现代涡街流量计通常采用数字信号处理技术,如自适应滤波、频谱分析和相关算法,从噪声中提取真实的旋涡频率。一些仪表具备自诊断功能,可以监测信号质量、传感器状态和沉积程度,当信号异常时发出报警。这有助于及时维护,避免测量误差累积。
安装和维护同样重要。在脏污介质中,安装位置应避免水平管道底部,因为底部容易沉积。垂直管道或水平管道侧面安装可以减少沉积。上游和下游直管段长度应满足要求,确保流态稳定。定期维护包括检查阻流体和传感器表面,清除沉积物,校准仪表。对于严重脏污场合,可以安装过滤器或预处理装置,减少进入流量计的杂质。