液體渦輪流量計在測量純水時的應(yīng)用

純水介質(zhì)流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。液體渦輪流量計是一種速度式流量計，主要用于測量液體流量。它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量的儀表。它由傳感器和智能顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。因為渦輪流量計具有精度高、重復(fù)性好、 抗干擾能力強、 測量范圍度寬、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，不僅被廣泛地應(yīng)用于源水和供水系統(tǒng)凈水流量的測量中，而且在石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體等測量對象中也獲得廣泛應(yīng)用。

1.液體渦輪流量計的工作原理

渦輪流量計的工作原理圖見圖1。在管道中心安放個渦輪，兩端由軸承支撐，當流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內(nèi)磁鋼產(chǎn)生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送人前置放大器，對信號進行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送人單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送人頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。

2.渦輪流量計的構(gòu)造

由于流量是一個動態(tài)量，所以流量測量是一項復(fù)雜的技術(shù)。

流體從機殼的進口流入，通過支架將一對軸承固定在管中心軸線上，渦輪安裝在軸承上。 在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，以對流體 起導(dǎo)向作用，以避免流體自旋而改變對渦輪葉片的作用角度。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈，接收磁通變化信號。

2.1渦輪

渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成，裝有螺旋狀葉片。葉片數(shù)量根據(jù)直徑變化而不同，2-24片不等。 為了使渦輪對流速有很好的響應(yīng)，要求質(zhì)量盡可能小。

2.2 軸承

渦輪的軸承一般采用滑動配合的硬質(zhì)合金軸承，要求耐磨性能好。由于流體通過渦輪時會對渦輪產(chǎn)生一個軸向推力，使軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大，加速鈾承磨損，為了消除軸向力，需在結(jié)構(gòu)上采取水力平衡措施，這方法的原理見圖2所示。

2.3 前置放大瞿

前置放大器由磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩部分組成，示意圖見圖3所示。

磁電轉(zhuǎn)換器國內(nèi)一般采用磁阻式，它由磁鋼及外部纏繞的感應(yīng)線圈組成。當流體通過使葉輪旋轉(zhuǎn)的，葉片在磁鋼正下方時磁阻*小，兩葉片空隙在磁鋼下方時磁阻*大，渦輪旅轉(zhuǎn)，不斷地改變磁路的磁通量，使線圈中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電勢，送入放大整形電路，變成脈沖信號。

2.4 信號接收與顯示

信號接收與顯示器內(nèi)系數(shù)校正器、加法器和頻 率轉(zhuǎn)換器等組成，其作用是將從前置放大器送來的 脈沖信號變換成累積流量和瞬時流量并顯示。

3渦輪流量計的特點

3.1 準確度高

渦輪流量計的準確度在0.5%-1.5%左右。在線性流量范圍內(nèi)，即使流量發(fā)生變化，累積流量準確度也不會降低。并且在短時間內(nèi)，渦輪流量計的再現(xiàn)性可達0.05%.

3.2 量程比寬

渦輪流量計的量程比可達8-10。在同樣口徑下，渦輪流量計的*大流量值大于很多其它流量計。

3.3 適應(yīng)性強

渦輪流量計可以做成封閉結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)速信號是非接觸測量，所以容易實現(xiàn)耐高壓設(shè)計。

3.4 數(shù)字信號輸出

渦輪流量計輸出為與流量成正比的脈沖數(shù)字信號。它具有在傳輸過程中準確度不降低、易于累積、易千送人計算機系統(tǒng)的優(yōu)點。

4 渦輪流量計的安裝使用

要想充分發(fā)揮渦輪流量計的特點，在流量計的 安裝使用上還必須在以下幾方面加以充分注意．

4.1 被測介質(zhì)

從被測流體來說，包括氣體、液體和混合流 體，是三種具有不同物理特性的流體。從測量流體流量條件來說，也是多種多樣的，如測量時溫度可以從高溫到極低溫，測量時的壓力可以從高壓到低壓。被測流量的大小可以從微小流量到大流量。被測流體的流動狀態(tài)可以是層流、 紊流等等。此外，就液體而言，還存在粘度大小不同等情況。

渦輪流量計所測得的液體，一般是低粘度的、低腐蝕性的液體。 雖然目前已經(jīng)有用于各種介質(zhì)測量的渦輪流量計，但對高溫、高粘度、強腐蝕介質(zhì)的測量仍需仔細考慮，采取相應(yīng)的措施。

4.2安裝配管要求

流量計的安裝情況對流量計的測量準確度影響很大。

流速分布不均和管內(nèi)二次流的存在是影響渦輪 流量計測量準確度的重要因素。所以，渦輪流量計對上、下游直管段有一定要求。對于工業(yè)測量，一般要求上游20D,下游5D的直管長度。為消除二次流動，*好在上游端加裝整流器。若上游端能保證有20D左右的直管段，并加裝整流器，可使流量計的測量準確度達到標定時的準確度等級。

渦輪流量計對流體的清潔度有較高要求，在流量計前須安裝過濾器來保證流體的清潔。過濾器可采用漏斗型的，其本身清潔度，可測其兩端的差壓變化得到。