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淺析渦輪流量計(jì)
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)的電勢信號,，此脈動(dòng)信號的頻率與被測流體的流量成正比,，即：
其中，qv為流體的體積總量,，N為變送器產(chǎn)生的脈動(dòng)總數(shù),；ξ為流量系數(shù)。
ξ是渦輪變送器的重要特性參數(shù),，不同的儀表有不同的ξ,，并隨儀表長期使用的磨損情況而變化；其含義是單位體積流量通過變送器時(shí),，變送器的輸出的脈沖數(shù),。
渦輪變送器輸出的脈沖信號，經(jīng)前置于放大器放大后,，送入顯示儀表,，就可以實(shí)現(xiàn)流量的測量。
2,、渦輪流量計(jì)的選型
（1）流量計(jì)本體好選區(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，一般在化工場所優(yōu)先考慮,。軸承的壽命流速的平方成正反比,，故流速好的在大流速的1/3速度比較好。
（3）感應(yīng)探頭是檢測轉(zhuǎn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號,，它電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線,，脈沖信號的頻率范圍隨測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，一般前-10D,，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）被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕,，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。
由前放大器輸出的脈沖信號,，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民,，再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號（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,。被測介質(zhì)不潔凈時(shí),，要加過濾器。否則渦輪,、軸承易被卡住,，測不出流量來。
（2）拆裝流量計(jì)時(shí),，對磁感應(yīng)部分不能碰撞,。
（3）投運(yùn)前先進(jìn)行儀表系數(shù)的設(shè)定。仔細(xì)檢查,，確定儀表接線無誤,，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)過程中更方便實(shí)用。
總之,，渦輪流量計(jì)是一種速度式流量儀表,，由于具有測量精度高，反應(yīng)速度快,，測量范圍廣,，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,。