采用渦輪進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì),。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速,再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào),。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量,,其輸出信號(hào)為頻率,易于數(shù)字化,。圖中感應(yīng)線
渦輪流量計(jì)全圖
圈和*久磁鐵一起固定在殼體上,。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過(guò)磁鐵時(shí),磁路的磁阻發(fā)生變化,,從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形,,送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì),,顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量,。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量,,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào),,不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性,,而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,,精度在±0.2%以?xún)?nèi),。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是繼孔板流量計(jì)之后的第二個(gè)法定天然氣流量計(jì),,已經(jīng)發(fā)展為多品種,、全系列,多規(guī)格,,批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計(jì),。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范亦十分完備,但亦有不足之處:對(duì)測(cè)量介質(zhì)潔凈度要求較高,,使用期限受到限制,。不過(guò)據(jù)國(guó)外使用部門(mén)稱(chēng):曾對(duì)240臺(tái)使用8~15年的流量計(jì)進(jìn)行周期檢定,,發(fā)現(xiàn)儀表準(zhǔn)確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外,,采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計(jì),,在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開(kāi)截止閥條件下,只需要2D直管段長(zhǎng)度,,對(duì)于城市用安裝空間窄小的,,它是很突出的特點(diǎn)。
渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類(lèi),當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí),,在流體的作用下,,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,,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),即電脈沖信號(hào),,此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比,。
各種流量計(jì)中渦輪流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類(lèi)重復(fù)性,、精確度*佳的產(chǎn)品,,而渦輪流量計(jì)又具有自己的特點(diǎn),如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、加工零部件少,、重量輕、維修方便,、流通能力大(同樣口徑可通過(guò)的流量大)和可適應(yīng)高參數(shù)(高溫,、高壓和低溫)等。至今,,這類(lèi)流量計(jì)產(chǎn)品可達(dá)技術(shù)參數(shù):口徑4-750mm,,壓力達(dá)250MPa,溫度為-240-700℃,,像這樣的技術(shù)參數(shù)其他兩類(lèi)流量計(jì)則是難以達(dá)到的,。
渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象:石油、有機(jī)液體,、無(wú)機(jī)液,、液化氣、天然氣,、煤氣和低溫流體等,。在國(guó)外液化石油氣,、成品油和輕質(zhì)原油等的轉(zhuǎn)運(yùn)及集輸站,大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算,。在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是僅次于孔板流量計(jì)的天然氣計(jì)量?jī)x表,,僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺(tái)各種尺寸,壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì),,他們已成為優(yōu)良的天然氣流量計(jì),。 盡管渦輪流量計(jì)的優(yōu)良計(jì)量特性受到人們的青睞,可是給人的印象是由活動(dòng)部件,,使用期短,,在選用時(shí)不免躊躇,經(jīng)過(guò)人們的不懈努力,,應(yīng)該說(shuō)情況大有改觀,。 渦輪流量計(jì)作為*通用的流量計(jì),其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種,、全系列,、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模。
應(yīng)該指出,,渦輪流量計(jì)除前述工業(yè)部門(mén)大量應(yīng)用外,,在一些特殊部門(mén)亦得到廣泛應(yīng)用,如科研實(shí)驗(yàn),、國(guó)防科技,、計(jì)量部門(mén),這些領(lǐng)域的使用恰好避開(kāi)了其弱點(diǎn)(不適于長(zhǎng)期連續(xù)使用),,充分發(fā)揮其特點(diǎn)(高精度,重復(fù)性好,,可用于高壓,、高溫、低溫及微流量等條件),。在這些領(lǐng)域,,大多是根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特殊要求進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),它們是專(zhuān)用儀表不進(jìn)行批量生產(chǎn),。
基本型
編輯
該類(lèi)渦輪流
渦輪流量計(jì)傳感器
量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能,,僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)(4-20mA),;儀表價(jià)格低廉,,集成度高,體積小巧,,特別適用于與二次顯示儀,、PLC,、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。
智能
一體化渦輪流量計(jì),,采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表,,采用雙排液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示,具有機(jī)構(gòu)緊湊,、讀數(shù)直觀清晰,、可靠性高、不受外界電源干擾,、抗雷擊,、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。儀表具備儀表系數(shù)三點(diǎn)修正,,智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性,,并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)流量(4位有效數(shù)字)及累積流量(8位有效數(shù)字,,帶清零功能),。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類(lèi)渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品,,防爆等級(jí)為:ExdIIBT6,。
引智能
該系列流量計(jì)采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表,通過(guò)微處理單元對(duì)由溫度和壓力檢測(cè)模擬通道,、流量傳感器通道采集的信號(hào)按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償,,自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正,在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)(瞬時(shí)流量,、日累積流量,、總累積流量、溫度,、壓力,、時(shí)間、日期,、電池電量)直觀的顯示出來(lái),,并可輸出工況、標(biāo)況脈沖信號(hào),、4-20mA,、RS485、IC卡信號(hào)等多種通訊信號(hào),。儀表采用內(nèi)置鋰電池和外供24VDC雙供電方式,,當(dāng)用戶(hù)不需要任何信號(hào)輸出功能時(shí)可不用對(duì)儀表24VDC外供電,儀表自動(dòng)切換到內(nèi)置鋰電池供電,,電池電量可連續(xù)工作3年以上,。該類(lèi)渦輪流量計(jì)為防爆產(chǎn)品,,防爆等級(jí)為:ExdIIBT6。
智能氣體
智能氣體渦輪流量計(jì)[1] 是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表先進(jìn)技術(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)
智能氣體渦輪流量計(jì)
,,綜合了氣體力學(xué),、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開(kāi)發(fā)的新一代高精度,、高可靠性的氣體精密計(jì)量?jī)x表,,具有出色的低壓和高壓計(jì)量性能,多種信號(hào)輸出方式以及對(duì)流體擾動(dòng)的低敏感性,,廣泛適用于天然氣,、煤制氣、液化氣,、輕烴氣等氣體的計(jì)量,。 該類(lèi)渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能,僅將流量信號(hào)以脈沖信號(hào)的方式遠(yuǎn)傳輸出,。儀表價(jià)格低廉,,集成度高,體積小巧,,特別適用于與二次顯示儀,、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用,。該類(lèi)渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品,,防爆等級(jí)為:ExdIIBT6。
新版液體
新版液體渦輪流量計(jì)是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表先進(jìn)技術(shù),,經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,輕巧,,精度高,,重復(fù)性好,反應(yīng)靈敏,,安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)的新一代渦輪流量計(jì),廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cc18Ni8Ti,,2Cr13及剛玉AI3O3硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,,且無(wú)纖維,顆粒等雜志,,工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5×10-6m2/s的液體,,對(duì)于運(yùn)動(dòng)粘度大于5×10-6m2/s的液體,可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)液標(biāo)定后使用,,若于具有特殊功能的顯示儀表配套,,還可以進(jìn)行定量控制,,超量報(bào)警燈,是流量計(jì)和節(jié)能的理想儀表,。
傳感器
該類(lèi)渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能,,僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)(4-20mA),;儀表價(jià)格低廉,,集成度高,體積小巧,,特別適用于與二次顯示儀,、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用,。
該類(lèi)渦輪流量產(chǎn)品均分為基本型和防爆型(ExdIIBT6)兩種,。
按照不同的輸出信號(hào),該類(lèi)產(chǎn)品可分為L(zhǎng)WGY-□N型和LWGY-□A型
LWGY-□N型傳感器:12~24VDC供電,,三線制脈沖輸出,,高電平≥8V,低電平≤0.8V,;信號(hào)傳輸距離≤1000米,;
LWGY-□A型變送器:24VDC供電,二線制4-20mA 輸出,,信號(hào)傳輸距離≤1000,。
智能一體化渦輪流量計(jì)
采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表,采用雙排液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示,,具有機(jī)構(gòu)緊湊,、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高,、不受外界電源干擾,、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn),。儀表具備儀表系數(shù)三點(diǎn)修正,,智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性,并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正,。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)流量(4位有效數(shù)字)及累積流量(8位有效數(shù)字,,帶清零功能)。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟,。該類(lèi)渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品,,防爆等級(jí)為:ExdIIBT。
該類(lèi)渦輪流量計(jì)按照供電方式、是否具備遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出可分為L(zhǎng)WGY-□B型和LWGY-□C型
LWGY-□B型:供電電源采用3.2V10AH鋰電池(可連續(xù)運(yùn)行4年以上),; 無(wú)信號(hào)輸出功能,。
LWGY-□C型:供電電源采用24VDC外供電,輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)兩線制電流信號(hào),,并可根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)需要,,可增加RS485或HART通訊。
工作原理
編輯
渦輪流量計(jì)的工作原理[2] :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(dòng)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(hào)檢測(cè)器(由*久磁鋼和線圈組成)的磁場(chǎng)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(hào),此信號(hào)經(jīng)過(guò)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(yuǎn)傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量,。在一定的流量范圍內(nèi),,脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比,流量方程為:Q=3600×f/k
式中:
f——脈沖頻率[Hz],;
k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m],,由校驗(yàn)單給出。若以[1/L]為單位Q=3.6×f/k
Q——流體的瞬時(shí)流量(工作狀態(tài)下)[m3/h],;
3600——換算系數(shù),。
每臺(tái)傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫(xiě)在檢定證書(shū)中,k值設(shè)入配套的顯示儀表中,,便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量,。
組成
編輯
渦輪流量計(jì)屬于速度式流量計(jì),也叫葉輪式流量計(jì),。葉輪式流量計(jì)是利用置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成比例的關(guān)系,,通過(guò)測(cè)量葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)反映通過(guò)管道的流體體積流量大小,是流量?jī)x表中比較成熟的高準(zhǔn)確度儀表之一,。渦輪流量計(jì)一般由下列典型五個(gè)部分組成:
1.表體
表體的材料一般為鋼或者是鑄鐵,其兩端為法蘭連接。小口徑表也有采用螺紋接口方式,。
2.測(cè)量的組件
渦輪上有經(jīng)過(guò)精密加工的葉片,,它與一套減速齒輪和軸承一起構(gòu)成測(cè)量組件,支攆渦輪的兩個(gè)高精度不銹鋼*久自潤(rùn)滑軸承*保*該組件有較長(zhǎng)的使用壽命,。渦輪流量計(jì)亦可選用外部潤(rùn)滑油泵潤(rùn)滑軸承,,但注意不能過(guò)量。
3.計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器面板上有以下重要信息:
(1)*大工作溫度及壓力:
(2)計(jì)量及*小和*大流量等級(jí)
(3)產(chǎn)品型號(hào)及編號(hào)
(4)防爆等級(jí)和標(biāo)志
(5)低頻或高頻脈沖所對(duì)應(yīng)流體的當(dāng)量以及接線方式,。
4.整流器
整流器用以使流體流過(guò)渦輪流量計(jì)時(shí)處于規(guī)則狀態(tài),,從而消除擾動(dòng)對(duì)計(jì)量無(wú)利影響。高計(jì)量精準(zhǔn)度,。
5.磁耦合傳動(dòng)的裝置
該裝置將處于大氣環(huán)境中的計(jì)數(shù)器部分與被測(cè)量氣體分離開(kāi)來(lái),,并將測(cè)量組件的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給計(jì)數(shù)器。