摘要：文章介紹了渦輪流量計的工作原理及選型、安裝及使用中應(yīng)該注意的問題。

流量測量在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性不言而喻，現(xiàn)在市場上的流量表型號繁多，而每一種流量計的使用方法和注意事項都不盡相同。如果使用不當(dāng)，將會測量不準(zhǔn)，給計量工作帶來很大的麻煩，甚至?xí)斐煞浅?yán)重的后果。而渦輪流量計又是應(yīng)用量相當(dāng)大的一種流量計。渦輪變送器有精度商、線性范圍寬等優(yōu)點。為了更好地使用好渦輪流量計，下面我們對渦輪流量計的工作原理、選型、安裝等方面進(jìn)行一些探討。

1、渦輪流量計的工作原理

渦輪流量計是一種速度式流量計，它是由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成；被測流體沖擊渦輪葉片，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)行計數(shù)和顯示，根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計脈沖數(shù)即可求出瞬時流量和累積流量。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，并沖擊渦輪葉片時，便有

其中：Q是流經(jīng)變送器的流量(L/s)；

f是電脈沖頻率；

k是儀表系數(shù)，次/升。

管道內(nèi)流體的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，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)出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，k是渦輪變送器的重要特性參數(shù)，它是代表每立方米流量有幾個脈沖，或者每升流量有幾個脈沖。不同的儀表有不同的k，并隨儀表長期使用的磨損情況而變化。盡管渦輪流量計的設(shè)計尺寸相同，但實際加工出來的渦輪幾何參數(shù)卻不會完全一樣，因而每臺渦輪變送器的儀表常數(shù)k也不完全一樣，它通常是制造廠在常溫下用潔凈的水標(biāo)定出來的。渦輪變送器輸出的脈沖信號，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實現(xiàn)流量的測量。

2、渦輪流量計的選型

渦輪流量計種類繁雜，材質(zhì)多種多樣。所以選用的時候要根據(jù)自己的需要來選擇適合自己的流量計。一般情況下流量計本體*好選用316不銹鋼材料以防腐，如是防爆區(qū)還必須是防爆結(jié)構(gòu)。而軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三種規(guī)格：碳化鎢的精度*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，一般在化工場所優(yōu)先考慮。軸承的壽命與流速的平方成反比，故流速*好的在*大流速的1/3速度比較好。

感應(yīng)探頭是檢測轉(zhuǎn)動體的運動并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號，電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號的頻率范圍隨測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、渦輪流量計的安裝應(yīng)注意的問題

3.1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。

3.2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15D，后5D。

3.3變送器與前后直管段要同軸安裝，密封墊不得突入管內(nèi)。

3.4如果被測介質(zhì)中有雜質(zhì)，則在直管段前還應(yīng)裝過濾器，以避免變送器的軸承和葉片損壞。如介質(zhì)中混有游離氣體，則還應(yīng)裝消氣器。

3.5變送器的輸出信號要用屏蔽電纜，并保證良好接地。

3.6保證流體的流動方向與儀表外殼的箭頭方向一致，不得裝反。

3.7被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕，特別是軸承處，否則應(yīng)采取措施。注意對磁感應(yīng)部分不能碰撞。

4、渦輪流量計的組態(tài)與標(biāo)定

標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點水標(biāo)定法，但黏度不同標(biāo)定的值不同，如果被測介質(zhì)的粘度不大予15CST，則變送器的精度等級不會下降。如果大于15CST，則會增加附加誤差，變送器的精度等級要降低。為此，在購買渦輪流量變送器時，一定要考慮到被測介質(zhì)的粘度、密度相差不大于10％的其它液體重新標(biāo)定。
5、渦輪流量計的顯示儀表選型
顯示儀表的任務(wù)是將單位時間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬間流量和總流量，并顯示出來。

由前置放大器輸出的脈沖信號，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，再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號(4～20mA)再轉(zhuǎn)換為瞬時流量值，總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。在應(yīng)用中我們可以根據(jù)需要選用就地顯示表還是將信號送入DCS顯示。

6、使用中的注意事項

6.1安裝渦輪流量計前，管道要清掃。被測介質(zhì)不潔凈時，要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來。

6.2拆裝流量計時，對磁感應(yīng)部分不能碰撞。

6.3投運前先進(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。

6.4安裝渦輪流量計時，前后管道法蘭要水平，否則管道壓力對流量計測量準(zhǔn)確度影響很大。

7、發(fā)展前景

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，當(dāng)今渦輪變送器已發(fā)展成小型化、高集成度的模塊設(shè)計，有強大的功能軟件，并設(shè)有RS232標(biāo)準(zhǔn)計算機通信接口，對維護檢修提供了方便?？膳cDCS連接通信，DCS替代了顯示儀表。另外，插入式切向渦輪流量計還可以自動排除被測介質(zhì)中的懸浮物。

總之，渦輪流量計是一種速度式流量儀表，由于具有測量精度高、反應(yīng)速度快、測量范圍廣、價格低廉、安裝方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用予工業(yè)生產(chǎn)中。