摘要：文章介紹了渦輪流量計(jì)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(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性不言而喻，現(xiàn)在市場(chǎng)上的流量表型號(hào)繁多，而每一種流量計(jì)的使用方法和注意事項(xiàng)都不盡相同。如果使用不當(dāng)，將會(huì)測(cè)量不準(zhǔn)，給計(jì)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(jì)又是應(yīng)用量相當(dāng)大的一種流量計(jì)。渦輪變送器有精度商、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。為了更好地使用好渦輪流量計(jì)，下面我們對(duì)渦輪流量計(jì)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(jì)的工作原理

渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，它是由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成；被測(cè)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(jì)數(shù)和顯示，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計(jì)脈沖數(shù)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(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動(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(shù)，次/升。

管道內(nèi)流體的力作用在葉片上，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時(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)，此脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)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(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(zhǎng)期使用的磨損情況而變化。盡管渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì)尺寸相同，但實(shí)際加工出來的渦輪幾何參數(shù)卻不會(huì)完全一樣，因而每臺(tái)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(hào)，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。

2、渦輪流量計(jì)的選型

渦輪流量計(jì)種類繁雜，材質(zhì)多種多樣。所以選用的時(shí)候要根據(jù)自己的需要來選擇適合自己的流量計(jì)。一般情況下流量計(jì)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(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(yīng)探頭是檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號(hào)，電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號(hào)的頻率范圍隨測(cè)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(jì)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(cè)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(hào)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(cè)介質(zhì)對(duì)渦輪不能有腐蝕，特別是軸承處，否則應(yīng)采取措施。注意對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

4、渦輪流量計(jì)的組態(tài)與標(biāo)定

標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點(diǎn)水標(biāo)定法，但黏度不同標(biāo)定的值不同，如果被測(cè)介質(zhì)的粘度不大予15CST，則變送器的精度等級(jí)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(jí)要降低。為此，在購買渦輪流量變送器時(shí)，一定要考慮到被測(cè)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(jì)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(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(hào)，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(hào)，再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路，將頻率信號(hào)變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號(hào)(4～20mA)再轉(zhuǎn)換為瞬時(shí)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(hào)送入DCS顯示。

6、使用中的注意事項(xiàng)

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

6.2拆裝流量計(jì)時(shí)，對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

6.3投運(yùn)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(jì)時(shí)，前后管道法蘭要水平，否則管道壓力對(duì)流量計(jì)測(cè)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(jì)，有強(qiáng)大的功能軟件，并設(shè)有RS232標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)通信接口，對(duì)維護(hù)檢修提供了方便。可與DCS連接通信，DCS替代了顯示儀表。另外，插入式切向渦輪流量計(jì)還可以自動(dòng)排除被測(cè)介質(zhì)中的懸浮物。

總之，渦輪流量計(jì)是一種速度式流量?jī)x表，由于具有測(cè)量精度高、反應(yīng)速度快、測(cè)量范圍廣、價(jià)格低廉、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用予工業(yè)生產(chǎn)中。