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渦輪流量計産品工作原理及相關技術應用知識彙總 [2015/3/30]

   渦輪流量計的概述:
    渦輪流量計作為是一種速度式的流量測量儀表液位計物位計物位變送器液位變送器電容式物位計電容式液位計電容式物位變送器電容式液位變送器物位開關液位開關電容液位計電容物位計液位儀表物位儀表電容液位變送器電容物位變送器射頻電容式液位開關射頻電容式物位開關電容式液位開關電容式物位開關音叉式液位開關,在工業生産中得到了大量的使用,其特點是能夠用于測量充滿封閉管道連續流動的液體體積流量。特别是适用于粘度低,品質單純的介質,比如各類輕質油,各種化工原料,産品被廣泛應用在石油化工、冶金、科研、食品等行業。随着生産技術的提高和加工工藝的不斷改進,相比于以前的渦輪流量計産品,現在應用于工業生産中的此類儀表其精度和測量數據的輸出方式有了極大的提高,加上現在的信息技術的高速發展,渦輪流量計其測量量的原始數據經過收集,加工,可以在一個生産區域中得到共享,更有利于生産率的提高。具體總結如下:
    a、測量檢測器具有耐磨型和防腐型,産品應用範圍廣,穩定性好;b、流量計溫度範圍:-20-100℃,高溫:-20-150℃;c、流量測量範圍大,一般可達10:1,特殊可擴展到40:1;d、流量傳感器具有多種連接方式,便于安裝使用;e、渦輪傳感器測量粘度低的液體,精度高,可達0.2-1.0級;f、智能化電路設計,功能強大,顯示瞬間流量、累積流量;g、可自帶電池工作,遠傳型輸出4-20mA,脈沖信号,有Hart協議。
    渦輪流量計的工作原理渦輪流量計由渦輪、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,渦輪的轉速随流量的變化而變化,即流量大,渦輪的轉速也大,再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖,經前置放大器放大後,送入顯示儀表進行計數和顯示,根據單位時間内的脈沖數和累計脈沖數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流體沿着管道的軸線方向流動,并沖擊渦輪葉片時,便有與流量qv、流速V和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上,推動渦輪旋轉。在渦輪旋轉的同時,葉片周期性地切割電磁鐵産生的磁力線,改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理,在線圈内将感應出脈動的電勢信号,此脈動信号的頻率與被測流體的流量成正比,即:其中,qv為流體的體積總量,N為變送器産生的脈動總數;ξ為流量系數。ξ是渦輪變送器的重要特性參數,不同的儀表有不同的ξ,并随儀表長期使用的磨損情況而變化;其含義是單位體積流量通過變送器時,變送器的輸出的脈沖數。渦輪變送器輸出的脈沖信号,經前置于放大器放大後,送入顯示儀表,就可以實現流量的測量。
    渦輪流量計的顯示儀表顯示儀表的任務是将單位時間輸出脈沖數和輸出脈沖總數轉換成瞬流量和總流量,并顯示出來。
    由前放大器輸出的脈沖信号,其幅值、波形都是不規則的,在進入顯示儀表後,先需經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号民,再經過頻率/電流轉換電路,将頻率信号變為相應的電流信号(4~20mA)再轉換能瞬時流量值,總量由轉換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示,有的送DCS顯示。
    渦輪流量計的選型(1)流量計本體最好選區用316不鏽鋼材料以防腐,如是防爆區還必須是防爆結果。
    (2)軸承一般有炭化鎢,聚四氟乙烯,碳石墨三種規格:碳化鎢的精度最高,它作為工業控制的标準件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工場所優先考慮。軸承的壽命流速的平方成正反比,故流速最好的在最大流速的1/3速度比較好。
    (3)感應探頭是檢測轉動體的運動并把它轉化為脈沖數字電信号,它電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線,脈沖信号的頻率範圍随測量的流量大小成線性變化,典型的範圍為10:1,25:1和100:1三種規格。電磁線圈的電阻一般小于2000Ω,大于該值可能損壞。
    渦輪流量計的安裝(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。
    (2)變送器應水平安裝,避免垂直安裝,并保證其前後有适應的直管段,一般前10D,後5D.
    (3)保證流體的流動方向與儀表外殼的箭頭方向一緻,不得裝反。
    (4)被測介質對渦輪不能有腐蝕,特别是軸承處,否則應采取措施。
    (5)注意對磁感應部分不能碰撞。
    渦輪流量計的校正與組态标準的标定方法是十點水标定法,但黏度不同标定的值不同,故通常要做黏度标定曲線。
    渦輪流量計安裝與使用時的注意事項(1)安裝渦輪流量計前,管道要清掃。被測介質不潔淨時,要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住,測不出流量來。
    (2)拆裝流量計時,對磁感應部分不能碰撞。
    (3)投運前先進行儀表系數的設定。仔細檢查,确定儀表接線無誤,接地良好,方可送電。
    (4)安裝渦輪流量計時,前後管道法蘭要水平,否則管道應力對流量計影響很大。
    前景與發展随着科學的不斷發展,當今渦輪變送器已發展成小型化、高集成度的模塊,設計,有強大的功能軟件,并設有RS232标準計算機通信接口,對維護檢修提供了方便。可與DCS連接通信,DCS替代了顯示儀表,如華海流量計在工業臨近生産過程中更方便實用。
    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,反應速度快,測量範圍廣,價格低廉,安裝方便等優點,被廣泛應用于化工生産。
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