深入了解渦輪流量計

1、渦輪流量計主要由兩部分組成

變送器

2、渦輪流量計的結(jié)構(gòu)

• 渦輪是用高導(dǎo)磁系數(shù)的不銹鋼材料制成，葉輪芯上裝有螺旋形葉片，流體作用于葉片上使之旋轉(zhuǎn)。

1. ?

• 導(dǎo)流器用以穩(wěn)定流體的流向和支撐葉輪。通常選用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁材料制作。

• 磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器由線圈和磁鐵組成，用以將葉輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。

• 渦輪流量計的外殼由非導(dǎo)磁不銹鋼制成，用以固定和保護內(nèi)部零件，并與流體管道連接。

• 前置放大器用以放大磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器輸出的微弱電信號，進行遠距離傳送。

3、工作原理

信號放大器的工作原理

切割磁力線在葉片上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，耦合到線圈上產(chǎn)生信號，經(jīng)放大后輸出

渦輪流量計工作原理

流體流經(jīng)傳感器殼體,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動力矩,克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn),在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

在一定的條件下,轉(zhuǎn)速與流速成正比,由于葉片有導(dǎo)磁性, 它處于信號檢測器, 由磁鋼和線圈組成,的磁場中,旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線,周期性的改變著線圈的磁通量,從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號。

此信號經(jīng)過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波,可遠傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時流量或總量。 

4、渦輪流量計特點

優(yōu)點：

• 精度高:液體0.15%~0.5%,氣體1%~1.5%

• 重復(fù)性好:0.05%~0.2%;

• 量程比寬:10~50:1;

• 脈沖信號輸出,抗干擾能力強;

• 耐壓高、壓力損失小、反應(yīng)速度快;

缺點：

• 軸承與軸之間的摩擦導(dǎo)致磨損，使儀表的準確度下降；

• 要求被檢測介質(zhì)潔凈，減少對軸承的磨損，并防止渦輪被卡住，應(yīng)在變送器前加過濾裝置；

• 流量計受來流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，不適于脈動流和混相流的測量；

• 小口徑（DN50以下）儀表的流量特性受物質(zhì)性影響嚴重，故小口徑的儀表性能難以提高；

• 難以長期保持較準確性，需要定期檢查。

5、渦輪流量計安裝

• 除特殊設(shè)計渦輪流量傳感器應(yīng)水平安裝;

• 渦輪上游和下游直管段長度應(yīng)分別大于10D和5D;

• 流體流動方向應(yīng)和傳感器上的箭頭指向一致;

• 在傳感器上游安裝過濾器避免流體中雜質(zhì)的影響;

• 測量易氣化液體,應(yīng)安裝消氣器;

• 流體不能充滿管路時,應(yīng)安裝背壓管;

• 調(diào)節(jié)閥、溫度計、壓力計等應(yīng)安裝在渦輪下游; 

• 為檢修方便、應(yīng)設(shè)置旁路管道。

6、渦輪流量計的應(yīng)用

渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池， 單功能積算表電池使用壽命可達5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達到12個月以上。

按照應(yīng)用領(lǐng)域不同簡要分析如下：

1. 作為流量量值傳遞的“標準器”。由于其精度高（0.15%),測量穩(wěn)定性好,（重復(fù)性0.02%-0.05%)，

2. 因此渦輪流量計經(jīng)常作為流量標準裝置的標準表使用。

3. 中海油大口徑水流量標準裝置選用DN40、DN50、DN80、DN100、DN150、DN200口徑0.2級渦輪流量計作為標準表。

4.  航空航天燃料計量。如火箭發(fā)動機液氫、液氧燃料的計量，航天一院101所在火箭發(fā)動機測試過程中用量較大。飛機燃料航空煤油的計量。航空工業(yè)602所，中國直升機設(shè)計研究所、609所是比較大的用戶。

5. 飛機和航天器液壓系統(tǒng)中液壓油的計量。如紅油、藍油。飛行器及大型機械潤滑油的計量。

6. 制藥行業(yè)。藥液罐裝通常采用渦輪流量計進行計量。如天士力集團。

7. 化工行業(yè)。化工生產(chǎn)過程中水、各種溶液、試劑、添加劑的計量經(jīng)常采用渦輪流量計計量。

8. 某中石化項目，項目投標采用0.2級、0.5級、1.0級不同口徑的渦輪流量計共計3147臺。

9. 石油行業(yè)。測井、油品輸送、油品分析、化學(xué)藥品注入、生產(chǎn)用水、海水、公用系統(tǒng)的淡水、柴油、熱介質(zhì)油等大量的液體介質(zhì)也經(jīng)常采用渦輪流量計進行計量。

7、渦輪流量計的維護

定期拆洗，并檢查各部件；

• 注意軸和軸承磨損情況，并及時更換磨損了的軸和軸承；

• 注意每運行一年，應(yīng)進行全面檢查、檢定儀表系數(shù)。

• 傳感器拆下不用時，應(yīng)在清洗后兩端加保護套、妥善保存。

8、渦輪流量計故障問題

故障一

顯示儀對流量信號和檢驗信號均無顯示。

 故障一原因 

1、電源未接通，給定電壓不對。 

2、顯示儀有故障。 

消除故障一方法

1、接通電源，按要求給定電壓。

2、檢修顯示儀表。

故障二 

顯示儀表對“檢驗”信號有顯示但對流量信號無顯示。

故障二原因

 1、傳感器與顯示儀間接線有誤； 

2、或有開路、短路、接觸不良等故障； 

3、放大器有故障或損壞；

4、轉(zhuǎn)換器線圈開路或短路；

5、葉輪被卡住； 

6、管道無流體流動或堵塞。

消除故障二的方法

1、對照傳感器與顯示儀表接線示意圖檢查接線的正確性和接線的質(zhì)量。 

2、維修或更換放大器。 

3、維修或更換線圈。 

4、清洗傳感器及管道。

5、開通閥門或泵清洗管道。

故障三

顯示儀表工作不穩(wěn)，計量不準確。

故障三原因

1、實際流量超出儀表計量范圍或不穩(wěn)定。 

2、儀表系數(shù)K設(shè)置有誤。

3、傳感器內(nèi)掛上纖維等雜物。

4、液體內(nèi)有氣泡存在。

5、傳感器旁有較強的電磁場干擾。

6、傳感器軸承及軸嚴重磨損。

7、傳感器電纜屏蔽層或其他接地導(dǎo)線與線路地線斷開或接觸不良。 

消除故障三方法  

1、使被測流量與傳感器的測量范圍相適應(yīng)并穩(wěn)定流量。

2、使系數(shù)K設(shè)置正確。

3、清洗傳感器。

4、采取消氣措施消除氣泡。

5、盡量遠離干擾源或采取屏蔽。

6、更換“導(dǎo)向件”或“葉輪軸”。

7、對照傳感器與顯示儀表接線示意圖將線接好。

8、檢修顯示儀表。