渦輪流量計(jì)技術(shù)知識(shí)匯總
發(fā)布時(shí)間: 2011-04-02 點(diǎn)擊次數(shù): 3167次
渦輪流量計(jì)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。
1渦輪變送器的工作原理
渦輪流量計(jì)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(xiàn)方向流動(dòng),并沖擊渦輪葉片時(shí),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(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(xiàn),改變線(xiàn)圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在線(xiàn)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,即:其中,qv為流體的體積總量,N為變送器產(chǎn)生的脈動(dòng)總數(shù);ξ為流量系數(shù)。ξ是渦輪變送器的重要特性參數(shù),不同的儀表有不同的ξ,并隨儀表長(zhǎng)期使用的磨損情況而變化;其含義是單位體積流量通過(guò)變送器時(shí),變送器的輸出的脈沖數(shù)。渦輪變送器輸出的脈沖信號(hào),經(jīng)前置于放大器放大后,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)的顯示儀表
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)換成瞬流量和總流量,并顯示出來(lái)。
由前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)民,再經(jīng)過(guò)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)換能瞬時(shí)流量值,總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示,有的送DCS顯示。
3渦輪流量計(jì)的選型
(1)流量計(jì)本體選區(qū)用316不銹鋼材料以防腐,如是防爆區(qū)還必須是防爆結(jié)果。
(2)軸承一般有炭化鎢,聚四氟乙烯,碳石墨三種規(guī)格:碳化鎢的精度zui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。軸承的壽命流速的平方成正反比,故流速的在zui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),它電磁線(xiàn)圈電壓輸出值接近正弦曲線(xiàn),脈沖信號(hào)的頻率范圍隨測(cè)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(guī)格。電磁線(xiàn)圈的電阻一般小于2000Ω,大于該值可能損壞。
4渦輪流量計(jì)的安裝
?。?)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。
(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*D,后5D。
?。?)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。
?。?)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。
5渦輪流量計(jì)的校正與組態(tài)
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,故通常要做黏度標(biāo)定曲線(xiàn)。
6注意事項(xiàng)
?。?)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(guò)濾器。否則渦輪、軸承易被卡住,測(cè)不出流量來(lái)。
(2)拆裝流量計(jì)時(shí),對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。
(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(xiàn)無(wú)誤,接地良好,方可送電。
?。?)安裝渦輪流量計(jì)時(shí),前后管道法蘭要水平,否則管道應(yīng)力對(duì)流量計(jì)影響很大。
7前景與發(fā)展
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??膳cDCS連接通信,DCS替代了顯示儀表,如華海流量計(jì)在工業(yè)臨近生產(chǎn)過(guò)程中更方便實(shí)用。
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)用于化工生產(chǎn)