脉动流对流量测量的影响

脉动流对流量测量的影响

 

1 引言

流量计实流校准时的参比条件是流动状态必须为定常流(稳定流)。所谓定常流就是流场中各点处的流速、压力、密度和温度等诸参数不随时间变化的一种流动状态。

真正的定常流只有层流条件下才存在，大多数工业管流为紊流(也称湍流)状态，其流动参数在与时间无关的平均值附近随时间有微小的变化，只能称"统计定常流"或"平均定常流"。如果这种波动类似于充分发展的管流，而且无周期脉动，就像ISO 5167~ 1中规定的那样，则仪表显示的瞬时流量与正常测量不确定度应该无任何差异。

如果流动流体的某个参数如流速、压力、密度、温度等不断地随时间变化，就称非定常流。如果测量管段中的流量虽为时间的函数，但在足够长的时间间隔内的平均值是一个常数，则称这种流动为(具有恒定平均值的)脉动流。它是非定常流中的一种流动状态。

脉动流可分为周期性脉动流和随机波动脉动流。有关文献中讨论的通常指周期性脉动流。

2 脉动流的发生

流动脉动常见于工业管流，它可能由旋转式或往复式原动机、压气机、鼓风机、泵产生，带翼的旋转机械也能以叶片通过频率产生小的脉动。有的容积式流量计也能产生脉动。振动引起的共振，管道运行和控制系统的振荡，阀门"猎振" (hunting)、管道配件、阀门或旋转机械引起的流动分离，也是流动脉动可能的来源。流动脉动还可能由流量系统和多相流引起的流体动力学振荡所引发。例如流体流过测温保护管，如同流过涡街流量计的旋涡发生体而产生涡列；在三通连接的流路中自激引起流体振荡等。

从现场仪表指示往往看不出工业管流中脉动的存在，这是因为平常使用的流量计、压力计响应较慢，而且设有阻尼，但事实上，流动脉动可能是存在的。脉动还可以从上游传递到下游，也可以从下游回溯到上游，所以脉动源可能在流量计的上游影响其示值，也可能在流量计的下游影响其示值。然而从脉动源到流量计的距离增大能使脉动衰减，幅值变小。可以通过可压缩性效应(包括气体和液体)，使之衰减到在沈量计安装地点探测不到脉动幅值。

流动脉动频率范围从若干分之一赫到数百赫，脉动幅值从平均流量的百分之几到百分之一百，甚至更大，都是可能的。在脉动幅值小的时候，往往难以区别脉动流和紊流。

脉动流的主要参数有脉动幅值、脉动频率和脉动波形。其中，脉动幅值多用流速波动均方根值与时均流速之比来表示。

3 稳定流阈值

目前工业上常用流量计标准规范都指明流量计只能用于稳定流，它是流量计基本误差参比条件之一。实际上，各类流量计应用稳定流都有一个阈值，即允许的非定常流的界限值。

(1)差压式流量计

差压式流量计在下式的流速脉动幅值可界定为稳定流。

式中 U'_p，rms—— 流速波动均方根值；

U——瞬时轴向流速；

U'——流速波动值；

——时均轴向流速。

等效的差压脉动阈值为

式中 ΔP_P，rms——差压波动均方根值；

——时均差压；

Δρ'_P——脉动条件下瞬时差压；

Δρ_P——差压波动值。

(2)涡轮流量计

在给定的流速脉动幅值条件下，随着脉动频率的增高，涡轮流量计读数趋于升高。对于正弦波形脉动，产生0.1%系统误差所对应的脉动是3.5%，所以正弦脉动的阈值为

通常激光多普勒和热量风速表能测定流速脉动幅值。如果流量计输出脉冲频率是已知的，而且涡轮惯性也是己知的，则可由流量计显示的脉动幅值推算实际流量脉动幅值，并估算校正系数^[l]。

(3)涡街流量计

涡街流量计的旋涡剥离过程随流动脉动产生很大误差。当脉动频率接近旋涡剥离频率时，会出现严重问题。但在脉动幅值足够小的条件下，因为脉动被忽略，因此不发生测量误差。此界限幅值只有平均流速的3%^[2]，类似于流速扰动幅值。

4 脉动流的流量测量

脉动流流量测量方法有三种：

a.用响应快的流量计；

b.用适当的方法将脉动衰减到足够小的幅值，然后用普通流量计进行测量；

c.对在脉动流状态下测得的流量值进行误差校正。

有的系统中， b、C两种方法需结合起来才能实现测量，这是因为脉动幅值大，超出估算公式的适用范围，若仅用阻尼方法，衰减后的脉动幅值又未进入稳定流范围。

(1)用电磁流量计测量脉动流流量

当电磁流量计选用较高的激励频率时，能对脉动流作出快速响应，因此能对脉动流流量进行测量，常用来测量往复泵、隔膜泵等的出口流量。

能用于脉动流测量的电磁流量计，通常在下列三个方面须作特殊设计，并在投运时作恰当的调试，即激励频率可调，以使得到与脉动频率相适应的激励频率；流量计的模拟信号处理部分应防止脉动峰值到来时进入饱和状态；为了读出流量平均值，应对显示部分作平滑处理。

①激励频率的决定。以IFM型电磁流量计为例，该仪表的技术资料提出，当脉动频率低于1.33Hz时，可以采用稳定流时的激励频率；当脉动频率为1.33~3.33Hz时，激励频率应取25Hz(电源频率为50Hz时)。显然，激励频率要求虽不很严格，但必须与脉动频率相适应，太高和太低都是不利的。

②流量信号输入通道饱和问题。脉动流的脉动幅值有时高得出奇，如果峰值出现时仪表的流量信号输入通道进入饱和状态，就如同峰值被削除，必将导致仪表示值偏低。

IFM型电磁流量计流量信号输入通道的设计分两挡。其中，测量稳定流时， A/D转换器只允许输入满量程信号的150%，而测量脉动流时，允许输入满量程信号的1000%。因此，在测量脉动流流量时，编写菜单应指定流动类型为"PULSATING"(脉动流)，而不"STEADY"(定常流)。

③时间常数的选定。由于电磁流量汁的测量部分能快速响应脉动流流量的变化，忠实地反映实际流量，但是显示部分如果也如实地显示实际流量值，势必导致显示值上下大幅度跳动，难以读数，所以，显示应取一段时间内的平均值。其实现方法通常是串入一阶惯性环节，选定合适的时间常数后，仪表就能稳定显示。但若时间常数选得太大，则在平均流量变化时，显示部分响应迟钝，为观察者带来错觉。

IFM仪表资料提出了计算时间常数的经验公式。

t(s)=1000/N

式中 N——每分钟脉动次数。

(2)脉动流流量测量的充分阻尼条件

电磁流量计虽能测量脉动流流量，但它仅适用于电导率在合适范围内的液体，而更多的脉动流流量测量对象仍然需在测量前将脉动滤除。

1998年国际标准化组织对ISO/TR 3313进行了增补参改和重新定名，颁布了ISO/ TR 3313 : 1998?封闭管道中流体流量测量一一流量测量仪表流动脉动影响导则?，它虽不 是国际标准，只是一份技术报告，却总结了几十年来国际上对脉动流流量测量主要研究成果。对脉动流流量测量有重要的参考价值。

ISO/TR 3313对流动脉动的阻尼提供了几个有实用价值的方法，并对其设计计算给出了具体的公式。其中，充分阻尼的条件针对标准节流装置而言。

①气体的脉动流流量测量的充分阻尼条件。

气体或蒸气的脉功能被脉动源与仪表之间的节流管阻和气容组成的滤波环节所阻尼，类似于电路中的RC滤波器。此气容的容积包括容器和管路本身的容积，此管阻可由阀门和其他装置提供，管路上的压损也有节流效果。脉动源可以在仪表的上游，如图6.1(b)所示，也可在仪表的下游，如图6.1(a)所示，对这种单容器的阻尼系统满足充分阳尼的条件为

式中 Ho——霍奇森数(Hodgson number)；

V——脉动源与流量计之间的阻尼器容积；

——一个脉动周期的时均(时间平均)体积流量；

——恒压下脉动源与阻尼容器之间的时均压力损失；

ρ——阻尼容器中的平均绝对静压；

κ——气体的等熵指数(对于理想气体， κ=γ， γ为比热容比)；

q'_mo，ms——脉动源处测得的质量流量脉动分量均方根值；

——质量流量的时均值；

ψ——脉动流下流量计示值的最大允许不确定度。

②带限流管的阻尼器。

在单容器阻尼系统中，设计时能够变更的设备参数只有容器的容积，为了得到充分的阻尼，容器容积必须很大，为具体实施带来困难。如图6.2所示的带限流管的分隔容器(di vided-recei ver)阻尼器，在设计计算时，除了容器容积大小可供选择外，适当减小限流管截面积也能改善阻尼效果，所以总体积可比单容器阻尼系统小得多，因此更具实用性。

这种阻尼器的响应系数μ为

——经阻尼的脉动幅值；

——未经阻尼的脉动幅值；

ω——脉动频率的角速度，

ωo——分隔容器一半的共振角速度，

lc——限流管长度；

Ac——限流管截面积；

C——容积， V/2(容器总容积的一半)。

③液体的充分阻尼条件。

液体脉动流的阻尼有两种方法：调压室和空气阻尼器。图6.3和图6.4所示的布置，脉动源在流量计的上游，如果脉动源在仪表的下游，则须将图6.3中

的调压室与恒压压头容器互换位置，或将图6.4中的空气容室与恒压压头容器互换位置。

a.调压室阻尼系统。调压室液体阻尼系统满足充分阻尼的条件为

式中 ——调压室与恒压压头容器之间的时均位差；

A——调压室的横截面面积；

其余符号同上。

b.空气容室阻尼系统。空气容室阻尼系统满足充分阻尼的条件为

式中 Vo ——空气阻尼器中空气的体积；

κ——空气的等熵指数；

ρ——液体密度；

g——重力加速度；

A——空气阻尼器中液体的自由表面面积；

——空气阻尼器与恒压压头容器之间的时均压差；

Po——空气阻尼器中空气静压；

ψ——脉动流下流量计示值的最大允许不确定度。

(3)流动脉动对流量测量仪表的影响

流量测量仪表的种类很多，在脉动流条件下，容积式流量计精确度影响极微已经很清楚，除此之外，对节流式差压流量计、涡轮流量计和涡街流量计也进行了较多的研究，而且取得了一些成果。

①孔板、喷嘴和文丘里管。

脉动流对节流式差压流量计的影响主要是平方根误差、动量惯性引起的误差和流出系数的变化。

a.平方根误差。对于稳定流，流体流过节流装置，其流量正比于节流件正负端取压口间差压的平方根，其关系如式(3.1)所示。

如果此关系被推广用于瞬时变化的脉动流，而且按照稳定流条件用时均差压的平方根代表时均流量，必将产生平方根误差，因为

b.惯性影响。当流量快速变化时，差压组件需要产生一个瞬时加速度，而流体通过节流件需要传递(convective)加速度，流量差压关系为

式(6.7)的右边，第一项是动量惯性，第二项是传递惯性，其中K_l是节流件几何尺寸和取压口之间轴线距离的函数， K_l和K₂又都跟流体的速度分布有密切的关系。在脉动流中，节流件上游和流体通过节流件的速度分布是周期变化的，所以K_l和K₂是周期变化的，

它们的时均值往往与稳定流数值不相等，除非脉动幅值很小，脉动频率很低。差压式流量计测量脉动流更准确的特性现在还不清楚。

c.对流出系数的影响。在稳定流中，各种类型节流装置的流出系数都同入口流体的速度分布有关，比标准分布廓形平坦的速度分布，流出系数减小；比标准廓形尖锐的速度分布，则效果相反。

在脉动流中，瞬时速度分布随脉动周期而变，变化程度由速度分布脉动幅值、波形和脉动斯特罗哈尔数决定，因此，瞬时流出系数有藏于脉动频率、幅值、波形和斯特罗哈尔数。现在还不能用数学方法描述瞬时流量系数与脉动参数的关系。

d.误差估算。现在与节流装置配用的差压变送器响应都不快(频率上限约1Hz)，输出的是平均差压 在此基础上相应的平均流量指示即包含平方根误差和动量惯性误差。

6.1. 4节(2)中所给出的充分阻尼条件如能得到满足，即可按GB/T 2624-1993或 ISO 5167-1确定脉动流的平均流量，并估计流量测量总不确定度。

脉动流流量总不确定度等于按GB/T 2624-1993计算的测量基本误差与脉动附加不确定度的合成。

理论上脉动附加不确定度E_T总是正的，其估算公式为

或

或

式中 U——轴向流速；

——轴向时均流速；

U'——流速脉动分量；

U'_rms——流速脉动分量均方根值；

——差压脉动分量均方根值；

ΔP_SS——稳定流下差压值；

ΔP_P——脉动流时节流件取压口处差压，

ΔP'_P——差压脉动分量；

——差压时均值。

公式应用条件为

E_T为实际测量的附加不确定度，它可能小于阻尼条件的允许不确定度ψ。可以用（1- E_T)作为修正系数，对节流装置流出系数进行修正。

在具体实施中，以下的措施也是有益的：节流装置尽量远离脉动源；节流装置采用尽量大的β和Δp，为此可适当减小管径；两根差压引压管阻力应对称。

②涡轮流量计

a.非运常流运动方程。涡轮流量计输出随时间变化的关系f(t)对于通过流量计的瞬时流量随时间变化的关系qv (t)可由下面的运动方程描述。

式中 b—— 流量计的动态响应参数(对于指定流体)；

f——流量计指示的瞬时流量(频率信号)；

t——时间；

qv——实际瞬时流量；

J_R、J_F——涡轮转子转动惯量和滞留在转子中流体的转动惯量。

其中， b代表的是流量计和液体的联合特性，而不只是流量计的特性。对于给定的平均流量，有参考时间间隔或时间常数的特性。对DN25~DNI00的流量计，测量压力接近大气压的气体流量，典型时间常数为1s数量级；对DN20~DN50的流量计，测量水流量时的时间常数也是1s数量级。显然，由于脉动产生的附加误差，流量计测量气体(在大气压条件下)比测量液体误差大。

b.动态响应参数的获得。获得响应参数值的方法有两个：一是通过阶跃响应测试获得； 另一是通过文献中许多分析公式计算。

动态响应参数不仅同具体的涡轮流量计本身有关，而且同流体的密度有关，许多研究者建议b与ρ成反比关系。而且实验已经证实流动是相似的，所以，在流体为空气时由阶跃响应测试获得的响应参数，可由空气和液体密度换算得出液体流动的响应参数。

表6.1是文献[2]给出的典型涡轮流量计的动态响应参数。

c.平均流量误差的估算。根据方程式(6.11)，任何瞬时的误差由下式给出。

在忽略了式(6.12)中的dqv/dt与df/dt的误差后，式(6.12)可写作

在频率为fp和幅值为

的正弦脉动这一特殊情况下，误差可写为

式中，G(α)的值从l(α=0时)到1.6(α=0.5时)平滑地变化。

阿特辛松对流量计的响应做了大量的实验，证实了他的结果^[l]。因6.5示出了平均流量误差δ与α和β的关系，其中

从而使人们能比较方便地使用式(6.14)估算误差。

③涡街流量计

a.脉动频率的影响。在分析流动脉动对涡街流量计影响时，脉动频率也是重要参数，起决定性作用的是脉动频率与旋涡剥离频率之比值，当此比值较小时，具有近似的稳定流特性，旋涡剥离频率随流速变化，斯特罗哈尔数或校准常数不变。

当脉动频率与旋涡剥离频率之比值较大时，就出现一种强烈的趋势，即旋涡剥离周期被"锁定"为与脉动周期相同(f_v=f_p)或一半。在锁定条件下，流量计输出停顿，流量指示误差可高达±80%。当脉动频率大大高于旋涡剥离频率时，无明显的锁定现象，但斯特罗哈尔数变化，其后果是稳定流校准数据明显偏离，达到10^-1的数量级。

关于流速脉动幅值 的试验数据表明，此幅值不能超过20%。关于脉动频率的限定，在最低流速时，脉动频率应小于旋涡剥离频率的25%。

b.用涡街流量计测量脉动流流量。采取合适的阻尼方法将脉动衰减到足够小的幅值(通常为3%)，是用涡街流量计测量脉动流流量的最常用也是最有效的方法。但当经过努力脉动幅值仍高于3%，则可对测量不确定度进行估算，然后对误差进行校正。

脉动引起的锁定现象应设法避免。可行的方法有两个：其一是制造发生体较窄的涡街流量计，将仪表的输出频率提高，从而使旋涡剥离频率同脉动频率错开得远一些；其二是采用插入式涡街流量计测量大管径流量。在相同流速的条件下，小口径流量计输出频率比大口径高若干倍，因此采用插入式涡街流量计也能将旋涡剥离频率同脉动频率有效错开。

c.测量不确定度的估算。如果 而且 测量不确定度约1%。

如果fv比fp高得多，但无明显的锁定现象，流速脉动幅值在O.1~0.2之间，则误差可能为流量示值的10-¹的数量级。

5 脉动流流量测量的几个实例

例1往复泵引人的脉动及其克服

在聚甲醒连续聚合流程中，精单体、共单体、催化剂等均需保持恒定的流量，这一任务就交由往复式计量泵来完成。这种泵使用一段时间后，常因活门的卡滞、泄漏而出现流量失控现象，为生产酿成重大损失。为了对计量泵输送的流量进行监视，于是安装了流量计。图6.6所示为其中的二氧五环(共单体)流量计系统。

图6.6中流量计为FT900型内藏孔板流量计，测量范围为0 ~ 25kg/h，用机械储能元件(波纹管)吸收往复泵引起的流动脉动，以减小对流量计的影响。为了改善阻尼效果，波纹管内充压缩空气。由于阻尼器设计、安装合理，系统投运后，仪表示值稳定准确。在阻尼器内充以洁净的压缩空气是保证阻尼效果的必要条件，但是由于阻尼器内压力比高位槽内液面上方的气体压力(大气压)高，所以阻尼器中的液体对其上方的气体存在吸收现象，因此，大约每隔2个星期就需(通过减压阀)补一次气。如果忘记补气，阻尼器中的气体耗尽后，脉动就会严重影响流量计的工作。例如有一段时间，阻尼器正常工作，流量二次表示值稳定在37%FS，后因波纹管卡牢和内部缺气，完全丧失阻尼作用，瞬时流量在0~74%FS之间摆动，其波形如图6.7所云将流量二次表内阻尼时间常数加大后，二次表示值稳定在52%FS，比正常示值升高2/5。

在这个例子中，脉动流的平均流量 其方波峰值为 ，它对应的差压则与式(6.6)相符。

显然，在测量脉动流量时，合适的阻尼器是至关重要的，使阻尼器正常工作与测量本身具有同等重要性。

例2 调节系统振荡引入的脉动及其克服

上海某轮胎厂新建两台35t/h锅炉供3.9MPa饱和蒸汽，蒸汽流量用涡街流量计测量，仪表配置如图6.8所示。锅炉投入运行后，各路蒸汽分表示值之和与总表经平衡计算，差值≤l%R，发汽量与进水量平衡测试结果也令人满意。运行3个星期后出现了新情况，即去除氧器的一套蒸汽流量计示值有时突然跳高，从而使分表之和比总表示值高约20%。

在现场运行人员介绍之际，仪表人员观察到流量计示值跳高现象突然发生，从记录纸上也可清楚看出，测量范围为O~lOt/h的除氧器耗汽流量，正常时在3t/h左右波动，最高时也未高于5t/h，但是异常情况发生后，流量示值突然跳到10t/h以上，并长时间维持此值。

仪表人员立即到蒸汽分配器处观察，发现去除氧器的一路蒸汽管有异常的振动，管内压

力有周期性地小幅度摆动。仪表人员又到除氧器处观察，其配管如图6.9所示。3.9MPa蒸汽经直接作用压力调节器减压到O.6MPa后，再经用于除氧温度控制的偏芯旋转阀送除氧头。仪表人员发现，减压阀后蒸汽压力在O.l~O.8MPa之间大幅度、周期性摆动，周期约4s，而偏芯旋转阀阀位并无明显摆动，显然，压力振荡是由直接作用式压力调节系统振荡引起的。

仪表人员建议热力工程师将减压阀前的切断阀缓慢关小，直至振荡停止，流量示值也恢复正常。

分析上述现象，归纳出以下五点。

①流量示值突然跳高是由于流体从定常流突然变为脉动流。

②脉动流的形成源于减压阀振荡。

③减压阀振荡是因其两端压差大，阀门开度小，阀芯还可能存在一定的干摩擦。

④关小调节阀的上游切断阀后，减压阀开度增大，振荡停止，是因为阀门开大后，减压阀两端压差减小，等效放大系数相应减小。

⑤减压阀应尽早拆开检查，改善干摩擦，清除卡滞，以彻底消除产生脉动的根源。

上述两例，流体不同，脉动引发的方式大不相同，所使用的流量计也不同，但是有一点是共同的，即有固定不变或基本稳定的脉动周期，下面的一个例子，脉动完全是随机的。

例3 蒸汽喷嘴引入的脉动及其克服

锅炉的除氧器是用蒸汽将进水加热到规定温度，于是水中氧的饱和溶解度相应减小，从而达到除去水中部分氧的目的。

国产锅炉除氧器，蒸汽是从除氧头下部引入，进水从除氧头上部引入，汽水在除氧头内的筛板段进行热量传递和质量传递。这样的结构形式，对除氧器蒸汽流量测量毫无影响。但在上海的一幢88层高楼遇到的却是另一种情况。该大厦安装有德国ROS公司的蒸发量各为10t/h的4台锅炉，随锅炉带来除氧器。该除氧器的加热方法是在卧式热水箱接近底部的高度横卧一根蒸汽喷管，在喷管上密密麻麻打了很多小孔，全部蒸汽均从这些小孔中喷出，同周围的水接触，完成热量传递，并带着水中的氧上升，浮出水面，达到除氧的目的。其蒸汽计量和加热系统如图6.10所示。

这种结构的除氧器对蒸汽流量测量带来严重威胁。因为蒸汽从小孔中喷出后，马上同温度较低的水接触，导致气泡破裂，仿佛水箱底部每秒都有许多小气球在爆破。这种爆破产生的流动脉动经蒸汽管路反向传递到安装在上游的涡街流量计，使流量计示值比热平衡计算得到的理论值高150%~170%，显然，问题是严重的。在流量计与除氧器之间加装了一台阻尼器，使气泡破裂产生的脉动在阻尼器中得到衰减。阻尼器投入运行后，不仅流量计示值与理论计算值基本符合，而且管道振动也明显减小。为了解决安装空间问题，阻尼器结构与图6.2略异，采用管道式，如图6.11所示。

在设计蒸汽(气体)阻尼器时，两个气容容积大小和限流管内径的设计是关键，因为容积太小，阻尼效果不好，而容积做大，效果好了，但体积和成本均增大。限流管的内径也如此，管径取得太大，阻尼效果不佳，而管径取得太小，阻力大，压损大。因此需合理计算。

文献给出了在不同流量条件下阻尼器的尺寸，如表6.2所示。该资料中计量单位为英制，表6.2中已换算成公制。

例4搅拌器桨叶旋转引起的脉动及其克服

江苏仪征某化工厂，母液如图6.12所示，经FT-377电磁流量计从前一设备送向母液罐，仪表投入运行后，流量示值以固定频率上下跳动。现场检查前后直管段长度及接地等安装条件均符合要求，未查出原因。一次偶然机会，母液罐内的搅拌器停止运转，这时流量示值稳定。经进一步检查发现，此搅拌器是侧壁安装，而且其位置距安装流量计的进料管管口仅1m左右，很明显是搅拌器桨叶以固定的周期翻起浪波，使得进料口处的阻力周期变化导致管内流体脉动。电磁流量计出口端到容器壁的距离D_l太近，仅约1.5m，使流量计出口流速不稳，流量示值产生有规则的摇摆。后将流量计改到B位置，远离原安装位置约10m，流量计示值趋稳定。

本例中所说的流动脉动对仪表积算总量影响还不大，因为搅拌器桨叶引起的脉动频率较低，其数值远远低于所选电磁流量计的激励频率，所以尽管流量示值大幅度周期性摆动，但其准确度并无明显变化，其影响仅仅是示值难以读数和DCS中趋势曲线无法制作。

例5减压阀振荡对涡街流量计的影响

直接作用式压力调节阀在现场使用得很普遍。这种阀振荡时不像例2那样容易察觉，而且非常隐蔽，因此处理人员很容易被表象所蒙蔽。

该实例所述之事发生在上海的一幢88层大厦。大厦所属锅炉房经分配器向洗衣房供汽。因蒸汽压力太高，所以中间设置一个直接作用式减压系统。流量计为涡街流量计。系统图如图6.13所示。

读系统投运后的最初几年，运行一直良好。白天和上半夜洗衣房开工，蒸汽流量在1.0~2.5t/h之间波动。后半夜收工后，流量减为0.2t/h左右。典型的历史曲线如图6.14所示。

可是在2007年1月的一次停车小修之后，情况发生了变化。其中，开工期间的流量变化范围并无异样，而停工期间的流量示值却大幅度升高，甚至比开工期间的最大流量还要大。典型的历史曲线如图6.15所示。因此，有关人员特地在收工期间进行检查。

先是检杏涡街流量计的零点。然而，关掉切断阀后，流量计指零。

其次怀疑涡街流量计损坏。将涡街流量计拆下放在流量标准装置上校验，一切正常，指标合格。

在停工期间，检查人员靠近图6.13中阀门V₅的位置听管道中流体流动的声音，噪声很大，在场人员推算管内流速很高。可是顺着管路去查，沿途无任何泄漏，也无疏水器漏汽的迹象。

有人怀疑疏水器损坏，而在停车期间流量太小，饱和蒸汽带入减压系统的凝结水有可能在图6.13中的V₅前积累，使得蒸汽通过水层时出现鼓泡，导致流量脉动。可是，打开阀门V₇，并无积水的证据。

在一筹莫展的情况下，开始怀疑减压阀，因为不论流量大与小，减压阀后的压力总是稳定在0.4MPa，所以，人们一直认为它是好的，没有怀疑的必要。

于是，通过阀门V₃对出口压力进行控制，而将阀l习V₂逐步关小，直至关死o

待切换完毕，流量示值跌到0.2t/h以下，从而真相大白。后来，维修人员更换了减压阀的金属膜片，最终处理了故障。

这一故障的教训如下。

a.一台减压阀能将出口压力(或进口压力)稳定地控制在规定值，从而完成其主要任务，但不能因此而忽视其对流量测量可能存在的影响。

b.一台减压阀在开度大的时候可能对流量测量不存在影响，但不能因此断定在开度小的时候也不存在影响，因为阀门前后的压差不同、开度不同、管网的配置不同等，都可能影响减压阀的稳定性。

c.减压阀是否振荡，通常观察它是否存在明显的振动，阀芯存在明显的抖动，是否发出振荡叫声；但即使无振动、无抖动也无叫声，也不能作出不振荡的判断。

检验减压阀是否振荡并对涡街流量计产生干扰，最可靠和简单的办法是跳开减压阀，改由旁通阀控制。

d.减压阀振荡(或仅在某一开度存在振荡现象)导致涡街流量计示值偏高，是由于振荡引起流动脉动，干扰涡街流量传感器的工作。

e.解决减压阀振荡的方法是对减压阀进行维修或改善其工作条件，使振荡条件不成立。

例6 T形管道引起的脉动及其克服

横河公司在其旋涡流量计选型资料中介绍，由图6.16所示的T形管道而引起的脉动压力，要对旋涡流量计产生干扰。当图中的阀门V₁关闭时，流体循B方向流动，对流量计A来说，流量为0，但由于该脉动压力被流量计中的传感器检测到，以致流量计产生"假流量"输出，出现所谓的"无中生有"现象。该公司建议将V₁的位置换到V'1位置，这时，V'1关闭，能将脉动压力完全阻断，从而消除"无中生有"现象。而V'1保持一定开度时， 由于V'1的节流作用，对脉动压力有一定的衰减效果。当然，流量计的安装位置如有可能，应尽量向下游移，远离脉动源，上述衰减作用会更显著。

总之，脉动流体对流量测量仪表的影响是个十分复杂的问题，有时只感到流量示值误差大，并未察觉是流动脉动的影响，也未察觉脉动的存在。上述几例属于比较简单的情况，可通过阻尼或消除脉动源，使问题得到解决。另外还有一些问题需要去研究和解决。