摘要：智能式渦輪流量計(jì)是在流量、溫度、壓力一體化傳感器的基礎(chǔ)上，配備智能流量積算儀，可以對(duì)流體的溫度和壓力進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)算和計(jì)量的新型速度式流量測(cè)量?jī)x表。從儀表的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)出發(fā)，提出了智能式渦輪流量計(jì)的安裝、使用與維護(hù)時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

智能式渦輪流量計(jì)是一種精密流量測(cè)量?jī)x表，配以相應(yīng)的流量積算儀表，可以測(cè)量流體的總量。在石油、化工、冶金、輕工及科研等領(lǐng)域的計(jì)量和控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，如配備上衛(wèi)生接頭，還可以應(yīng)用于制藥和食品行業(yè)。

1、智能式渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

1）智能式渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理。

渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。主要由殼體、導(dǎo)流器、渦輪、軸承、磁電轉(zhuǎn)換器、放大轉(zhuǎn)換電路、智能單元和顯示單元等部分組成。在管道中心，通過(guò)支架將一對(duì)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，對(duì)流體起導(dǎo)向作用，以避免流體自旋而改變對(duì)渦輪葉片角度的作用。在渦輪上方機(jī)殼外部裝有傳感線圈、微處理器智能單元、LCD顯示器和接線盒等。

當(dāng)被測(cè)流體通過(guò)管道流入機(jī)殼的進(jìn)口時(shí)，由于渦輪的葉片與流體流向之間有一個(gè)傾角，流體沖擊渦輪葉片而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)踐證明，在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定黏度的流體，渦輪的轉(zhuǎn)速與流經(jīng)渦輪的流體流量成正比。所以，可以通過(guò)測(cè)量渦輪的轉(zhuǎn)速來(lái)測(cè)量流體的流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速一般是通過(guò)裝在機(jī)殼外的磁電轉(zhuǎn)換器來(lái)檢測(cè)的。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會(huì)引起電感線圈中的磁通變化。電感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入放大轉(zhuǎn)換電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào)。將此脈沖信號(hào)送入頻率-電流轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)智能單元作運(yùn)算處理，存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由LCD液晶顯示器現(xiàn)場(chǎng)顯示流體的流量和累積總量，并可輸出與流量成比例的脈沖信號(hào)或4~20 mA.DC 電流信號(hào)，用于流量的遠(yuǎn)程顯示與控制，必要時(shí)還可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。

2）智能式渦輪流量計(jì)的主要特點(diǎn)。

智能式渦輪流量計(jì)由于采用微處理器技術(shù)和LCD液晶顯示技術(shù)等新技術(shù)，與傳統(tǒng)的模擬式流量計(jì)相比，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高，量程比寬，適應(yīng)性強(qiáng)，數(shù)字信號(hào)輸出、顯示和管理更加靈活，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、安裝使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。

2、智能式渦輪流量計(jì)的安裝

智能式渦輪流量計(jì)在工藝管道上安裝時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)。

1）渦輪流量計(jì)應(yīng)水平安裝，流體流向必須和箭頭指向一致，安裝處的環(huán)境溫度為20~120 ℃ ，相對(duì)濕度不超過(guò)80%。

2）和渦輪流量計(jì)相連接的前后管道的內(nèi)徑應(yīng)與流量計(jì)口徑一致。流量計(jì)前直管段長(zhǎng)度L1&≥20D(D為流量計(jì)接管口徑)，流量計(jì)后直管段長(zhǎng)度L2≥15D。

3）為了消除雜質(zhì)，流量計(jì)前應(yīng)裝有過(guò)濾器。為了減少由管道上游帶來(lái)的旋回流的干擾及減小流量計(jì)前后所需的直管段長(zhǎng)度，需要安裝整流器。凡測(cè)易氣化的液體時(shí)，應(yīng)安裝消氣器，以消除管道內(nèi)氣體，提高測(cè)量精確度，延長(zhǎng)流量計(jì)使用的生命周期。

4）工藝管道中心和流量計(jì)中心保持一致。管道和流量計(jì)連接處不得有凸出物伸入管道內(nèi)，以免改變管道截面和流量計(jì)進(jìn)口流場(chǎng)分布。

5）為了減少來(lái)自上游的流場(chǎng)干擾，控制閥應(yīng)置于流量計(jì)下游側(cè)，以利于流量的平穩(wěn)控制。單獨(dú)設(shè)置的壓力表可設(shè)置在流量計(jì)的進(jìn)口或出口處；單獨(dú)設(shè)置的溫度計(jì)應(yīng)設(shè)置在流量計(jì)的下游處。

6）在測(cè)量單向流體流量的場(chǎng)合，應(yīng)在流量計(jì)的下游處設(shè)一單向閥（止逆閥），以防止因流體的反沖現(xiàn)象而影響流量計(jì)特性。

7）在流量計(jì)安裝過(guò)程中，應(yīng)盡量減小應(yīng)力，以避免由于安裝應(yīng)力所引起的變形和熱脹冷縮所引起的畸變。

8）在可能的條件下，希望設(shè)置旁路管道。這樣既可在啟動(dòng)時(shí)起保護(hù)作用，又可以在維修時(shí)不影響流體的正常輸送。

9）對(duì)不帶前置放大器的流量計(jì)，其流量計(jì)和前置放大器之間的間距不得超過(guò)3~5m，應(yīng)該采用屏蔽電纜將流量計(jì)的輸出信號(hào)傳送至前置放大器的輸入端。對(duì)帶前置放大器的流量計(jì)，應(yīng)采用四芯屏蔽電纜，將其輸出信號(hào)傳輸?shù)搅髁恐甘痉e算儀。

10）應(yīng)保證流量計(jì)有良好的接地，以保證流量計(jì)的正常工作和安全運(yùn)行。

11）安裝流量計(jì)前，應(yīng)將管道內(nèi)鐵屑、焊渣和雜物消除干凈。啟動(dòng)儀表前，應(yīng)排除管道內(nèi)氣體。啟動(dòng)儀表時(shí)，管路閥門不宜開(kāi)得過(guò)大過(guò)快，應(yīng)避免過(guò)載流量流經(jīng)流量計(jì)而使儀表受損。

12）智能式流量指示積算顯示儀表應(yīng)水平放置或水平安裝在儀表屏上，安裝高度應(yīng)以讀數(shù)和操作方便為準(zhǔn)，一般為1.5m左右。

3、智能式渦輪流量計(jì)的使用和維護(hù)

3.1 適用場(chǎng)合

智能式渦輪流量計(jì)可用于測(cè)量水、輕質(zhì)油品、石油溶劑、酸類、堿類、液態(tài)氧、液態(tài)氮、液態(tài)氫以及空氣、氧氣等介質(zhì)的流量。而*宜測(cè)量的介質(zhì)是比較潔凈的低黏度液體，尤其適合測(cè)量脈動(dòng)流體的流量。

3.2 運(yùn)行與維護(hù)

1）在需要清洗工藝管道時(shí)，清洗液體不能直接通過(guò)流量計(jì)。應(yīng)該打開(kāi)旁路閥，讓清洗液體流經(jīng)旁路管線來(lái)完成工藝管道清洗工作。

2）管道系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)當(dāng)先開(kāi)旁路管線，以防止因流速突然增加使渦輪因轉(zhuǎn)速過(guò)大而損壞流量計(jì)。

3）在使用渦輪流量計(jì)之前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說(shuō)明書，以保證對(duì)儀表事先有全面的了解。

4）要求被測(cè)介質(zhì)潔凈以減少軸承磨損。盡管在流量計(jì)前加裝了過(guò)濾器，但仍有雜質(zhì)進(jìn)入表內(nèi)而造成磨損，為此需定期檢修，一旦有卡阻現(xiàn)象應(yīng)立即清洗，以確保計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5）工藝介質(zhì)的密度和黏度變化對(duì)儀表測(cè)量結(jié)果有影響。當(dāng)測(cè)量液體介質(zhì)流量時(shí)，其溫度與壓力的變化對(duì)其密度影響很小，一般可忽略不計(jì)；但當(dāng)測(cè)量氣體介質(zhì)流量時(shí)，其溫度、壓力改變后對(duì)氣體的密度影響很大，這時(shí)需對(duì)其介質(zhì)的密度進(jìn)行溫、壓補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)介質(zhì)流量的準(zhǔn)確檢測(cè)或計(jì)量。除關(guān)注被測(cè)介質(zhì)的密度變化對(duì)儀表測(cè)量結(jié)果的影響外，還應(yīng)注意被測(cè)介質(zhì)黏度的變化。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)黏度的變化較大時(shí)，應(yīng)將流量計(jì)予以重新標(biāo)定后方可使用。

6）渦輪流量計(jì)不能垂直安裝。當(dāng)測(cè)量管道有彎曲現(xiàn)象時(shí)，將會(huì)引起流體的旋轉(zhuǎn)，影響渦輪轉(zhuǎn)數(shù)改變，使儀表的測(cè)量誤差增大。

4、結(jié)語(yǔ)

智能式渦輪流量計(jì)是以微處理器為基礎(chǔ)的準(zhǔn)確度較高的新型流量檢測(cè)儀表，處理好安裝、使用和維護(hù)等方面的問(wèn)題，是充分發(fā)揮儀表作用的關(guān)鍵。