渦輪流量計的結(jié)構(gòu)實物圖

渦輪流量計傳感器結(jié)構(gòu)圖

信號放大器的工作原理

切割磁力線在葉片上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，耦合到線圈上產(chǎn)生信號，經(jīng)放大后輸出。

渦輪流量計工作原理

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, 它處于信號檢測器, 由永久磁鋼和線圈組成,的磁場中,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。

此信號經(jīng)過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波,可遠傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時流量或總量。 

優(yōu)點：

• 精度高:液體0.15%~0.5%,氣體1%~1.5%

• 重復(fù)性好:0.05%~0.2%;

• 量程比寬:10~50:1;

• 脈沖信號輸出,抗干擾能力強;

• 耐壓高、壓力損失小、反應(yīng)速度快;

缺點：

• 軸承與軸之間的摩擦導(dǎo)致磨損，使儀表的準(zhǔn)確度下降；

• 要求被檢測介質(zhì)潔凈，減少對軸承的磨損，并防止渦輪被卡住，應(yīng)在變送器前加過濾裝置；

• 流量計受來流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，不適于脈動流和混相流的測量；

• 小口徑（DN50以下）儀表的流量特性受物質(zhì)性影響嚴重，故小口徑的儀表性能難以提高；

• 難以長期保持較準(zhǔn)確性，需要定期檢查。

• 除特殊設(shè)計渦輪流量傳感器應(yīng)水平安裝;

• 渦輪上游和下游直管段長度應(yīng)分別大于10D和5D;

• 流體流動方向應(yīng)和傳感器上的箭頭指向一致;

• 在傳感器上游安裝過濾器避免流體中雜質(zhì)的影響;

• 測量易氣化液體,應(yīng)安裝消氣器;

• 流體不能完全充滿管路時,應(yīng)安裝背壓管;

• 調(diào)節(jié)閥、溫度計、壓力計等應(yīng)安裝在渦輪下游; 

• 為檢修方便、應(yīng)設(shè)置旁路管道。

安裝條件及位置

      安裝管路系統(tǒng)

渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池， 單功能積算表電池使用壽命可達5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達到12個月以上。

按照應(yīng)用領(lǐng)域不同簡要分析如下：

1. 作為流量量值傳遞的“標(biāo)準(zhǔn)器”。由于其精度高（0.15%),測量穩(wěn)定性好,（重復(fù)性0.02%-0.05%)，

2. 因此渦輪流量計經(jīng)常作為流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)表使用。

3. 中海油大口徑水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置選用DN40、DN50、DN80、DN100、DN150、DN200口徑0.2級渦輪流量計作為標(biāo)準(zhǔn)表。

4.  航空航天燃料計量。如火箭發(fā)動機液氫、液氧燃料的計量，航天一院101所在火箭發(fā)動機測試過程中用量較大。飛機燃料航空煤油的計量。

5. 飛機和航天器液壓系統(tǒng)中液壓油的計量。如紅油、藍油。飛行器及大型機械潤滑油的計量。

6. 制藥行業(yè)。藥液罐裝通常采用渦輪流量計進行計量。如天士力集團。

7. 化工行業(yè)?；どa(chǎn)過程中水、各種溶液、試劑、添加劑的計量經(jīng)常采用渦輪流量計計量。

8. 某中石化項目，項目投標(biāo)采用0.2級、0.5級、1.0級不同口徑的渦輪流量計共計3147臺。

9. 石油行業(yè)。測井、油品輸送、油品分析、化學(xué)藥品注入、生產(chǎn)用水、海水、公用系統(tǒng)的淡水、柴油、熱介質(zhì)油等大量的液體介質(zhì)也經(jīng)常采用渦輪流量計進行計量。

   
   

定期拆洗，并檢查各部件；

• 注意軸和軸承磨損情況，并及時更換磨損了的軸和軸承；

• 注意每運行一年，應(yīng)進行全面檢查、檢定儀表系數(shù)。

• 傳感器拆下不用時，應(yīng)在清洗后兩端加保護套、妥善保存。

圖說渦輪流量計

故障一

顯示儀對流量信號和檢驗信號均無顯示。

 故障一原因 

1、電源未接通，給定電壓不對。 

2、顯示儀有故障。 

消除故障一方法

1、接通電源，按要求給定電壓。

2、檢修顯示儀表。

故障二 

顯示儀表對“檢驗”信號有顯示但對流量信號無顯示。

故障二原因

 1、傳感器與顯示儀間接線有誤； 

2、或有開路、短路、接觸不良等故障； 

3、放大器有故障或損壞；

4、轉(zhuǎn)換器線圈開路或短路；

5、葉輪被卡?。?span> 

6、管道無流體流動或堵塞。

消除故障二的方法

1、對照傳感器與顯示儀表接線示意圖檢查接線的正確性和接線的質(zhì)量。 

2、維修或更換放大器。 

3、維修或更換線圈。 

4、清洗傳感器及管道。

5、開通閥門或泵清洗管道。

故障三

顯示儀表工作不穩(wěn)，計量不準(zhǔn)確。

故障三原因

1、實際流量超出儀表計量范圍或不穩(wěn)定。 

2、儀表系數(shù)K設(shè)置有誤。

3、傳感器內(nèi)掛上纖維等雜物。

4、液體內(nèi)有氣泡存在。

5、傳感器旁有較強的電磁場干擾。

6、傳感器軸承及軸嚴重磨損。

7、傳感器電纜屏蔽層或其他接地導(dǎo)線與線路地線斷開或接觸不良。 

消除故障三方法  

1、使被測流量與傳感器的測量范圍相適應(yīng)并穩(wěn)定流量。

2、使系數(shù)K設(shè)置正確。

3、清洗傳感器。

4、采取消氣措施消除氣泡。

5、盡量遠離干擾源或采取屏蔽。

6、更換“導(dǎo)向件”或“葉輪軸”。

7、對照傳感器與顯示儀表接線示意圖將線接好。

8、檢修顯示儀表。

渦街流量計=傳感器 轉(zhuǎn)換器

傳感器:

旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體

轉(zhuǎn)換器：

前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護罩

渦街流量計原理

流體流經(jīng)阻擋體或者是特制的元件時，產(chǎn)生了流動振蕩，通過測定其振蕩頻率來反映通過的流量。

 渦街產(chǎn)生原理

當(dāng)流體流動受到一個垂直于流動方向的非流線形柱體的阻礙時,柱體的下游兩側(cè)會發(fā)生明顯的旋渦,成為卡門渦列,渦列的形成與流體雷諾數(shù)有關(guān)。

優(yōu)點：

1.渦街流量計結(jié)構(gòu)簡單牢固，安裝維護方便。
2.適用流體種類多，如液體、氣體、蒸汽以及部分混相流體。
3. 無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠。
4.與差壓式、浮子式流量計比較，精確度較高，一般可達±1%R左右。
5.范圍寬度達10:1或20:1。
6.檢測傳感器不直接接觸介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。
7.壓損小，約為孔板流量計的1/2~1/4。
8.輸出與流量成正比的脈沖信號，適用于總量計量，無零點遷移。
9.在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出頻率信號不受流體物性(密度、黏度)和組分影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關(guān)，可以在一種典型介質(zhì)中校驗而適用于各種介質(zhì)。
10.可針對不同對象選用相應(yīng)的旋渦檢測技術(shù)。

局限性：
1、不適合測量低于雷諾數(shù)的流體流量。
2、直管段要求較長。因為“渦街流量計”是一種速度式流量計，漩渦分離的穩(wěn)定性受流速分布影響，故它對直管段有一定的要求。
3、儀表系數(shù)較低，與同類測量儀表相比。
4、多相流流體中缺乏應(yīng)用經(jīng)驗。

• 保證流量計滿管測量。

• 建議流量計豎直安裝，讓液體從下往上流過儀表。

• 流量計最好裝在整個系統(tǒng)的高壓區(qū)，保證一定的背壓。

• 保證流量計所需的前后直管段。

• 流量計應(yīng)裝在泵的下游，閥的上游。

• 管道內(nèi)徑必須略大于2mm以內(nèi)，或等于流量計內(nèi)徑。

• 注意測蒸汽時儀表的安裝。

進出口直管段要求總是參照連接法蘭

渦街流量計是在蒸汽的計量中應(yīng)用得最為普遍的，渦街流量計測量蒸汽有三種應(yīng)用方式：

第一種也是使用最為廣泛的，帶溫度和壓力補償型渦街流量計。這是一種間接式渦街質(zhì)量流量計，實際使用過程中通過溫度和壓力的測量間接測算出密度，再與渦街流量計計量出的體積數(shù)相乘，可以算出質(zhì)量。這是渦街流量計測量蒸汽的最普遍的一種形式。

第二種是：升力式渦街流量計，直接測量介質(zhì)的質(zhì)量。理論依據(jù)是：介質(zhì)的質(zhì)量流量大小與漩渦的強度有一定的比例關(guān)系，計算出漩渦強度大小，就可以直接算出介質(zhì)的質(zhì)量。日本橫河電機公司生產(chǎn)過這種流量計，但精度不太理想，市場使用率不高。

第三種差壓式渦街質(zhì)量流量計，差壓信號 渦街流量計=差壓式渦街質(zhì)量流量計。

差壓信號是發(fā)生體上、下游特定位置的兩個取壓孔間的壓力差。兩取壓孔的軸線應(yīng)與發(fā)生體的軸線處在同一平面內(nèi)。取壓孔的距離對差壓值的大小和穩(wěn)定性有明顯影響。距離近，差壓信號大，但穩(wěn)定性差；距離遠，則反之。

通過試驗，選擇合適的取壓孔位置是很重要的。和升力式渦街質(zhì)量流量計相比，這種儀表更簡單，更容易實現(xiàn)。國內(nèi)已有生產(chǎn)廠家投人開發(fā)，并取得發(fā)明專利，產(chǎn)品已在部分企業(yè)應(yīng)用。

1.當(dāng)液體中含有臟東西或氣泡時渦街的性能如何?

答：液體中含有臟東西或氣泡時: 渦街僅測量液相. 其結(jié)果體積測量誤差會很小 傳感器的安裝方向必須保證測量的是液相(氣泡: 傳感器頭朝下或側(cè)面垂直安裝;臟東西:側(cè)面安裝或頭朝上)。

2.輸入氣體密度時,渦街能測不同的氣體嗎?

答：是的,但氣體的成分, 溫度和壓力必須保持不變。

3.差壓儀表能校驗，如何檢查渦街?

答：渦街在安裝時不需標(biāo)定:

渦街不易磨損, 特別是圓形檔體更是如此；

原始信號是數(shù)字的, 然后在線路板進行數(shù)字處理, 也就是說, 在線路板內(nèi)無零漂。

4.是否有可能通過軟件功能來減小最小流量的測量?

答：不，渦街的最小流量測量是由其測量原理來決定的。在沒有漩渦時Prowirl 也不能測量，雖然如果漩渦太弱時可能通過改變放大功率來測量。

5.結(jié)垢/磨損/腐蝕會對測量產(chǎn)生什么影響?

答：檔體或管徑的幾何變化都會產(chǎn)生標(biāo)定系數(shù)的漂移和儀表的線性度的惡化。

6.振動對測量值的影響?

答：如果在技術(shù)指標(biāo)內(nèi)(最大1g , 10-500 Hz) , 沒有誤差。

7.能用渦街來測量雙向流嗎? 如果不能, 為什么?

答：三角形狀設(shè)計的檔體是測量單向流的。因此我們的傳感器安裝在檔體后面, 此檔體產(chǎn)生漩渦。把檔體轉(zhuǎn)向就不會產(chǎn)生有規(guī)律的渦，因此, 就不能測量流體。

8.已知此流量計用于飽和蒸汽, 能用水來標(biāo)定K-系數(shù)嗎?

答： 按照渦街原理, K-系數(shù)在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體無關(guān). 用ApplicatorTM決定的管徑(最小, 正常和最大流量) 保證了在雷諾數(shù)的有效范圍內(nèi)。獨立的測量協(xié)會(如國際儀表用戶協(xié)會) 證實K-系數(shù)與介質(zhì)無關(guān)。

9.能用渦街測量流速嗎?

答：按照原理是可以的, 但你必須用“用戶特殊單位”功能. Prowirl 73 能直接顯示流速。

小7“絮絮叨叨”一大篇，您看明白了渦輪、渦街流量計是怎么回事了嗎？

渦輪流量計 : 是一種速度式儀表，用于封閉管道中測量低粘度氣體的體積流量和總量。在石油，化工，冶金，城市燃氣管網(wǎng)等行業(yè)中具有廣泛的使用價值。

渦街流量計:主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。

渦輪流量計是采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速，從而且推導(dǎo)出流量或總量的儀表。

渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理設(shè)計制造的。應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體的特征有關(guān)系。

渦輪是通過葉輪轉(zhuǎn)動切割磁感線來輸出信號 然后經(jīng)過信號處理和輸出來得到的流量計量。

渦街是通過檢測卡門漩渦然后處理輸出信號得到的流量計量。

渦輪流量計和渦街流量計在使用過程中總是會出現(xiàn)“意想不到”的故障，我們是更換新表呢？還是尋找故障維修方法呢？希望廣大7友們留言分享自己的工作經(jīng)驗,互相學(xué)習(xí)?。。?/span>——可在707app儀表技術(shù)交流區(qū)分享