淺析渦輪流量計(jì)
渦輪流量計(jì)由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成,如圖1所示：
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,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(zhǎng)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(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)本體最好選區(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：碳化鎢的精度最高,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,故流速最好的在最大流速的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(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。
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),要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住,測(cè)不出流量來。
（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(duì)流量計(jì)影響很大。
7 發(fā)展前景
