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)線圈和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%以內(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)外使用部門稱: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,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)是三類重復(fù)性、精確度的產(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)部門大量應(yīng)用外,在一些特殊部門亦得到廣泛應(yīng)用,如科研實(shí)驗(yàn)、國(guó)防科技、*,這些領(lǐng)域的使用恰好避開(kāi)了其弱點(diǎn)(不適于*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)行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),它們是儀表不進(jìn)行批量生產(chǎn)。 基本型該類渦輪流量產(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。 智能一體化渦輪流量計(jì),采用*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*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*技術(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)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*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)燈,是流量計(jì)和節(jié)能的理想儀表。 傳感器該類渦輪流量產(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*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。該類渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品,防爆等級(jí)為:ExdIIBT。 該類渦輪流量計(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。 工作原理渦輪流量計(jì)的工作原理 :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(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)由制造廠填寫在檢定證書中,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)高精度不銹鋼自潤(rùn)滑軸承保證該組件有較長(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。 儀表結(jié)構(gòu) 1、 儀表安裝采用法蘭連接、螺紋連接及夾裝式; 2、 安裝時(shí)液體流動(dòng)方向應(yīng)與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向*,且上游直管段應(yīng)≥6DS,下游直管段應(yīng)≥5DS(DS為被測(cè)管道實(shí)測(cè)內(nèi)徑)。 3、傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離外界磁場(chǎng),如不能避免,應(yīng)采取必要的措施; 4、為了檢修時(shí)不至影響液體的正常輸送,應(yīng)在傳感器兩端的直管段外安裝旁通管道(如圖四); 5、傳感器露天安裝時(shí),請(qǐng)做好放大器插頭的防水處理; 6、傳感器與顯示儀表的接線,應(yīng)根據(jù)放大器的電源來(lái)選擇接線方式,詳見(jiàn)有關(guān)“使用說(shuō)明書”。 |