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淺析渦輪流量計(jì)

1 渦輪變送器的工作原理

渦輪流量計(jì)由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。
被測(cè)流體沖擊渦輪葉片,使渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化,即流量大,渦輪的轉(zhuǎn)速也大,再經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換裝置把渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電脈沖,經(jīng)前置放大器放大后,送入顯示儀表進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示,根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計(jì)脈沖數(shù)即可求出瞬時(shí)流量和累積流量。

渦輪變送器的工作原理是當(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動(dòng),并沖擊渦輪葉片時(shí),便有與流量qv　、流速V和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上,推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí),葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線,改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào),此脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。

渦輪變送器輸出的脈沖信號(hào),經(jīng)前置于放大器放大后,送入顯示儀表,就可以實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。

2 渦輪流量計(jì)的選型

（1）流量計(jì)本體選區(qū)用316不銹鋼材料以防腐,如是防爆區(qū)還必須是防爆結(jié)果。
（2）軸承一般有炭化鎢,聚四氟乙烯,碳石墨三種規(guī)格：碳化鎢的精度zui高,它作為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工場(chǎng)所優(yōu)先考慮。軸承的壽命流速的平方成正反比,故流速的在zui大流速的1/3速度比較好。
（3）感應(yīng)探頭是檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號(hào),它電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線,脈沖信號(hào)的頻率范圍隨測(cè)量的流量大小成線性變化,典型的范圍為10:1,25:1 和100:1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻一般小于2000Ω,大于該值可能損壞。

3　渦輪流量計(jì)的安裝

（1）變送器的電源線采用金屬屏蔽線,接地要良好可靠。電源為直流24V,650Ω阻抗。
（2）變送器應(yīng)水平安裝,避免垂直安裝,并保證其前后有適應(yīng)的直管段,一般*D,后5D。
（3）保證流體的流動(dòng)方向與儀表外殼的箭頭方向一致,不得裝反。
（4）被測(cè)介質(zhì)對(duì)渦輪不能有腐蝕,特別是軸承處,否則應(yīng)采取措施。
（5）注意對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

4　渦輪流量計(jì)的組態(tài)與校正

標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點(diǎn)水標(biāo)定法,但黏度不同標(biāo)定的值不同,故通常要做黏度標(biāo)定曲線。

5　渦輪流量計(jì)的顯示儀表

顯示儀表的任務(wù)是將單位時(shí)間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬流量和總流量,并顯示出來(lái)。

由前放大器輸出的脈沖信號(hào),其幅值、波形都是不規(guī)則的,在進(jìn)入顯示儀表后,先需經(jīng)整形電路整形成為有規(guī)則　的具有一定幅值的矩形電脈沖信號(hào)民,再經(jīng)過(guò)頻率/電流轉(zhuǎn)換電路,將頻率信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號(hào)（4～20mA）再轉(zhuǎn)換能瞬時(shí)流量值,總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示,有的送DCS顯示。

6　注意事項(xiàng)

（1）安裝渦輪流量計(jì)前,管道要清掃。被測(cè)介質(zhì)不潔凈時(shí),要加過(guò)濾器。否則渦輪、軸承易被卡住,測(cè)不出流量來(lái)。
（2）拆裝流量計(jì)時(shí),對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。
（3）投運(yùn)前*行儀表系數(shù)的設(shè)定。仔細(xì)檢查,確定儀表接線無(wú)誤,接地良好,方可送電。
（4）安裝渦輪流量計(jì)時(shí),前后管道法蘭要水平,否則管道應(yīng)力對(duì)流量計(jì)影響很大。

7　發(fā)展前景

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展,當(dāng)今渦輪變送器已發(fā)展成小型化、高集成度的模塊,設(shè)計(jì),有強(qiáng)大的功能軟件,并設(shè)有RS232標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)通信接口,對(duì)維護(hù)檢修提供了方便。可與DCS連接通信,DCS替代了顯示儀表,如HOFFER流量計(jì)在工業(yè)臨近生產(chǎn)過(guò)程中更方便實(shí)用。

總之,渦輪流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表,由于具有測(cè)量精度高,反應(yīng)速度快,測(cè)量范圍廣,價(jià)格低廉,安裝方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。