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

流量測量在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性不言而喻，現在市場(chǎng)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，將會(huì )測量不準，給計量工作帶來(lái)很大的麻煩，甚至會(huì )造成非常嚴重的后果。而渦輪流量計又是應用量相當大的一種流量計。渦輪變送器有精度商、線(xiàn)性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。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，渦輪的轉速隨流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉速也大，再經(jīng)磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表進(jìn)行計數和顯示，根據單位時(shí)間內的脈沖數和累計脈沖數即可求出瞬時(shí)流量和累積流量。渦輪變送器的工作原理是當流體沿著(zhù)管道的軸線(xiàn)方向流動(dòng)，并沖擊渦輪葉片時(shí)，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，次/升。

管道內流體的力作用在葉片上，推動(dòng)渦輪旋轉。在渦輪旋轉的同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線(xiàn)，改變線(xiàn)圈的磁通量。根據電磁感應原理，在線(xiàn)圈內將感應出脈動(dòng)的電勢信號，此脈動(dòng)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，它是代表每立方米流量有幾個(gè)脈沖，或者每升流量有幾個(gè)脈沖。不同的儀表有不同的k，并隨儀表長(cháng)期使用的磨損情況而變化。盡管渦輪流量計的設計尺寸相同，但實(shí)際加工出來(lái)的渦輪幾何參數卻不會(huì )完全一樣，因而每臺渦輪變送器的儀表常數k也不完全一樣，它通常是制造廠(chǎng)在常溫下用潔凈的水標定出來(lái)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(shí)現流量的測量。

2、渦輪流量計的選型

渦輪流量計種類(lèi)繁雜，材質(zhì)多種多樣。所以選用的時(shí)候要根據自己的需要來(lái)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，如是防爆區還必須是防爆結構。而軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯、碳石墨三種規格：碳化鎢的精度*高，它作為工業(yè)控制的標準件；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。

感應探頭是檢測轉動(dòng)體的運動(dòng)并把它轉化為脈沖數字電信號，電磁線(xiàn)圈電壓輸出值接近正弦曲線(xiàn)，脈沖信號的頻率范圍隨測量的流量大小成線(xiàn)性變化，典型的范圍為10：1、25：1和100：1三種規格。電磁線(xiàn)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注意的問(wèn)題

3.1變送器的電源線(xiàn)采用金屬屏蔽線(xiàn)，接地要良好可靠。電源為直流24V，650Ω阻抗。

3.2變送器應水平安裝，避免垂直安裝，并保證其前后有適應的直管段，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。

3.4如果被測介質(zhì)中有雜質(zhì)，則在直管段前還應裝過(guò)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(dòng)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，否則應采取措施。注意對磁感應部分不能碰撞。

4、渦輪流量計的組態(tài)與標定

標準的標定方法是十點(diǎn)水標定法，但黏度不同標定的值不同，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(huì )下降。如果大于15CST，則會(huì )增加附加誤差，變送器的精度等級要降低。為此，在購買(mǎi)渦輪流量變送器時(shí)，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(shí)間輸出脈沖數和輸出脈沖總數轉換成瞬間流量和總流量，并顯示出來(lái)。

由前置放大器輸出的脈沖信號，其幅值、波形都是不規則的，在進(jìn)入顯示儀表后，先需經(jīng)整形電路整形成為有規則的，具有一定幅值的矩形電脈沖信號，再經(jīng)過(guò)頻率/電流轉換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳碾娏餍盘?4～20mA)再轉換為瞬時(shí)流量值，總量由轉換及積算電路得到。在應用中我們可以根據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(shí)，要加過(guò)濾器。否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來(lái)。

6.2拆裝流量計時(shí)，對磁感應部分不能碰撞。

6.3投運前先進(jìn)行儀表系數的設定。仔細檢查，確定儀表接線(xiàn)無(wú)誤，接地良好，方可送電。

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

7、發(fā)展前景

隨著(zhù)科學(xué)的不斷發(fā)展，當今渦輪變送器已發(fā)展成小型化、高集成度的模塊設計，有強大的功能軟件，并設有RS232標準計算機通信接口，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(dòng)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?jì)x表，由于具有測量精度高、反應速度快、測量范圍廣、價(jià)格低廉、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用予工業(yè)生產(chǎn)中。