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深入了解涡轮流量计
来源: | 作者:yibiao | 发布时间: 1503天前 | 1445 次浏览 | 分享到:

1、涡轮流量计主要由两部分组成

变送器


2、涡轮流量计的结构

  • 涡轮是用高导磁系数的不锈钢材料制成,叶轮芯上装有螺旋形叶片,流体作用于叶片上使之旋转。

  • 导流器用以稳定流体的流向和支撑叶轮。通常选用不导磁不锈钢或硬铝材料制作。

  • 磁电感应转换器由线圈和磁铁组成,用以将叶轮的转速转换成相应的电信号。

  • 涡轮流量计的外壳由非导磁不锈钢制成,用以固定和保护内部零件,并与流体管道连接。

  • 前置放大器用以放大磁电感应转换器输出的微弱电信号,进行远距离传送。


3、工作原理

信号放大器的工作原理

切割磁力线在叶片上产生感应电势,耦合到线圈上产生信号,经放大后输出


涡轮流量计工作原理

流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定。


在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性, 它处于信号检测器, 由永久磁钢和线圈组成,的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号。


此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量或总量。 


4、涡轮流量计特点

优点:

  • 精度高:液体0.15%~0.5%,气体1%~1.5%

  • 重复性好:0.05%~0.2%;

  • 量程比宽:10~50:1;

  • 脉冲信号输出,抗干扰能力强;

  • 耐压高、压力损失小、反应速度快;


缺点:

  • 轴承与轴之间的摩擦导致磨损,使仪表的准确度下降;

  • 要求被检测介质洁净,减少对轴承的磨损,并防止涡轮被卡住,应在变送器前加过滤装置;

  • 流量计受来流流速分布畸变和旋转流的影响较大,不适于脉动流和混相流的测量;

  • 小口径(DN50以下)仪表的流量特性受物质性影响严重,故小口径的仪表性能难以提高;

  • 难以长期保持较准确性,需要定期检查。


5、涡轮流量计安装

  • 除特殊设计涡轮流量传感器应水平安装;

  • 涡轮上游和下游直管段长度应分别大于10D和5D;

  • 流体流动方向应和传感器上的箭头指向一致;

  • 在传感器上游安装过滤器避免流体中杂质的影响;

  • 测量易气化液体,应安装消气器;

  • 流体不能完全充满管路时,应安装背压管;

  • 调节阀、温度计、压力计等应安装在涡轮下游; 

  • 为检修方便、应设置旁路管道。


6、涡轮流量计的应用

涡轮流量计是一种精密流量测量仪表,与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量总量,瞬时流量和流量满度百分比。电池采用长效锂电池, 单功能积算表电池使用寿命可达5年以上,多功能显示表电池使用寿命也可达到12个月以上。


按照应用领域不同简要分析如下:

  1. 作为流量量值传递的“标准器”。由于其精度高(0.15%),测量稳定性好,(重复性0.02%-0.05%),

  2. 因此涡轮流量计经常作为流量标准装置的标准表使用。

  3. 中海油大口径水流量标准装置选用DN40、DN50、DN80、DN100、DN150、DN200口径0.2级涡轮流量计作为标准表。

  4.  航空航天燃料计量。如火箭发动机液氢、液氧燃料的计量,航天一院101所在火箭发动机测试过程中用量较大。飞机燃料航空煤油的计量。航空工业602所,中国直升机设计研究所、609所是比较大的用户。

  5. 飞机和航天器液压系统中液压油的计量。如红油、蓝油。飞行器及大型机械润滑油的计量。

  6. 制药行业。药液罐装通常采用涡轮流量计进行计量。如天士力集团。

  7. 化工行业。化工生产过程中水、各种溶液、试剂、添加剂的计量经常采用涡轮流量计计量。

  8. 某中石化项目,项目投标采用0.2级、0.5级、1.0级不同口径的涡轮流量计共计3147台。

  9. 石油行业。测井、油品输送、油品分析、化学药品注入、生产用水、海水、公用系统的淡水、柴油、热介质油等大量的液体介质也经常采用涡轮流量计进行计量。


7、涡轮流量计的维护

定期拆洗,并检查各部件;

  • 注意轴和轴承磨损情况,并及时更换磨损了的轴和轴承;

  • 注意每运行一年,应进行全面检查、检定仪表系数。

  • 传感器拆下不用时,应在清洗后两端加保护套、妥善保存。


8、涡轮流量计故障问题

故障一

显示仪对流量信号和检验信号均无显示。


 故障一原因 

1、电源未接通,给定电压不对。 

2、显示仪有故障。 


消除故障一方法

1、接通电源,按要求给定电压。

2、检修显示仪表。


故障二 

显示仪表对“检验”信号有显示但对流量信号无显示。


故障二原因

 1、传感器与显示仪间接线有误; 

2、或有开路、短路、接触不良等故障; 

3、放大器有故障或损坏;

4、转换器线圈开路或短路;

5、叶轮被卡住; 

6、管道无流体流动或堵塞。


消除故障二的方法

1、对照传感器与显示仪表接线示意图检查接线的正确性和接线的质量。 

2、维修或更换放大器。 

3、维修或更换线圈。 

4、清洗传感器及管道。

5、开通阀门或泵清洗管道。


故障三

显示仪表工作不稳,计量不准确。


故障三原因

1、实际流量超出仪表计量范围或不稳定。 

2、仪表系数K设置有误。

3、传感器内挂上纤维等杂物。

4、液体内有气泡存在。

5、传感器旁有较强的电磁场干扰。

6、传感器轴承及轴严重磨损。

7、传感器电缆屏蔽层或其他接地导线与线路地线断开或接触不良。 


消除故障三方法  

1、使被测流量与传感器的测量范围相适应并稳定流量。

2、使系数K设置正确。

3、清洗传感器。

4、采取消气措施消除气泡。

5、尽量远离干扰源或采取屏蔽。

6、更换“导向件”或“叶轮轴”。

7、对照传感器与显示仪表接线示意图将线接好。

8、检修显示仪表。