京儀股份有限公司
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閱讀：1473發布時間：2022-6-26
渦輪流量計的工作原理、選擇和安裝由京儀股份為您整理，歡迎閱讀了解。
今天，邊肖將講述渦輪流量計的工作原理、選型和安裝。
渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器和顯示儀表組成。渦輪流量計的示意圖如圖1所示。渦輪機安裝在管道的中心，兩端由軸承支撐。當流體通過管道時，它沖擊渦輪葉片并產生驅動扭矩給渦輪，這導致渦輪逆著摩擦扭矩和流體阻力扭矩旋轉。在一定的流量范圍內，對于一定的流體介質粘度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成比例。因此，可以通過渦輪機的旋轉角速度獲得流體流速，并且因此可以計算通過管道的流體流速。
渦輪機的轉速由安裝在外殼外部的感應線圈檢測。當渦輪葉片切斷外殼中永磁鋼產生的磁力線時，會導致感應線圈中的磁通量發生變化。感測線圈將檢測到的磁通量周期性變化信號發送到前置放大器，對信號進行放大和整形，產生與流量成比例的脈沖信號，并將其發送到單位轉換和流量積分電路，以獲得和顯示累積流量值。同時，脈沖信號也被送到頻率-電流轉換電路，將脈沖信號轉換成模擬電流量，從而指示瞬時流量值。
渦輪流量計的總體原理框圖如圖2所示。待測量的流體沖擊渦輪葉片以旋轉渦輪。渦輪的轉速隨著流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉速也大。磁電轉換裝置將渦輪轉速轉換成相應頻率的電脈沖。經過前置放大器放大后，電脈沖被送到顯示儀器進行計數和顯示。根據單位時間內的脈沖數和累計脈沖數可以得到瞬時流量和累計流量。
渦輪變送器的工作原理是，當流體沿管道軸向流動并沖擊渦輪葉片時，一個與流量qv、流速V和流體密度ρ的乘積成正比的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉。當渦輪機旋轉時，葉片周期性地切斷電磁鐵產生的磁力線，以改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理，線圈中會感應出脈動的電位信號。脈動信號的頻率與待測流體的流速成正比，即qv是流體的總體積，N是變送器產生的總脈動。ξ是流量系數。
ξ是汽輪機變送器的一個重要特性參數。不同的儀器有不同的ξ，ξ隨長期使用儀器的磨損而變化。它是指當單位體積流量通過變送器時，變送器輸出的脈沖數。渦輪變送器輸出的脈沖信號經前置放大器放大后送至顯示儀表，實現流量測量。
2.渦輪流量計的結構流體從殼體的入口流入。一對套筒軸承通過支架固定在管道的中心軸線上，渦輪機安裝在軸承上。輻射整流板安裝在渦輪上游和下游的支架上，以引導流體，從而防止流體旋轉和改變渦輪葉片上的作用角度。感應線圈安裝在渦輪機上方的外殼外部，以接收磁通量變化信號。
主要部件如下所述。
(1)渦輪機由導磁不銹鋼制成，并配有螺旋葉片。葉片的數量根據直徑變化而變化，范圍從2到24。為了使渦輪機對流量有良好的響應，要求質量盡可能小。對渦輪葉片結構參數的一般要求是:葉片傾角15°(氣體)，30-45°(液體)；葉片重疊度為1.2；葉片和內殼之間的間隙為0.1毫米
(2)軸承汽輪機的軸承一般采用滑動配合的硬質合金軸承，要求耐磨性好。當流體流過渦輪時，它將對渦輪產生軸向推力，這將增加鈾軸承的摩擦扭矩并加速鈾軸承的磨損。為了消除軸向力，結構中應采用液壓平衡措施。這種方法的原理如圖3所示。由于渦輪處的直徑DH略小于前后支架處的直徑Ds，渦輪部分的流動部分將膨脹，流速將降低，流體靜壓將上升△P。△P的靜壓將抵消部分軸向推力。
(3)前置放大器前置放大器由磁電感應轉換器和放大整形電路組成。示意圖如圖4所示。在中國，磁電轉換器通常是磁阻型的，由永磁鋼和纏繞在外面的感應線圈組成。當流體通過并旋轉諷刺輪時，當葉片直接在永磁鋼下面時，葉片的磁阻較小，當兩個葉片之間的間隙在磁鋼下面時，磁阻較大，并且渦輪機運行以連續改變磁路的磁通量。線圈中產生的可變感應電勢被發送到放大和整形電路以成為脈沖信號。輸出脈沖的頻率與通過流量計的流量成比例，其比例系數K為K = f/qv，其中f是渦輪流量計的輸出脈沖頻率。QV——通過流量計的流量。這個比例系數也稱為渦輪流量計的儀表系數。
(4)信號接收和顯示信號接收和顯示由系數校正器、加法器和頻率-電轉換器等組成。其功能是將前置放大器發出的脈沖信號轉換成累計流量和瞬時流量并顯示出來。
2.渦輪流量計的選擇
(1)車身防腐較好選用316不銹鋼材料。如果是防爆區域，也必須是防爆結果。
(2)軸承一般有三種規格:碳化鎢、聚四氟乙烯和碳石墨。碳化鎢具有較高的精度，被用作工業控制的標準零件。聚四氟乙烯和碳石墨可用于防腐，在化學工業中通常是優選的。軸承壽命速度的平方是正負比率，所以較佳速度是較大速度的1/3。
(3)感應探頭檢測旋轉體的運動，并將其轉換成脈沖數字電信號。其電磁線圈的電壓輸出值接近正弦曲線。脈沖信號的頻率范圍隨測量流量線性變化，典型范圍為10:1、25:1和100:1。
3.渦輪流量計的安裝
(1)變送器的電源線應為金屬屏蔽線，接地良好可靠。電源為DC 24V，650ω阻抗。
(2)變送器應水平安裝，避免垂直安裝，前后應有合適的直管段，一般在安裝天和安裝后5天。
(3)確保流體的流動方向與儀器外殼的箭頭方向一致，并且不得反向。(4)試驗介質不應腐蝕汽輪機，尤其是軸承，否則應采取措施。(5)注意磁感應部分不能碰撞。
4.渦輪流量計配置和校準標準的校準方法是十點水校準法，但不同粘度的校準值不同，因此通常需要粘度校準曲線。
5.渦輪流量計顯示儀的任務是將單位時間的輸出脈沖數和總輸出脈沖數轉換成瞬時流量和總流量并顯示出來。前置放大器輸出的脈沖信號的幅度和波形不規則。脈沖信號進入顯示儀器后，需要通過整形電路整形成一定幅度的規則矩形電脈沖信號，然后通過頻率/電流轉換電路將頻率信號轉換成相應的電流信號(20mA)，然后轉換能量的瞬時流量值。總量由轉換和積分電路獲得。一些顯示儀表在本地顯示，另一些發送到集散控制系統進行顯示。
6.預防措施
(1)安裝渦輪流量計前，應清洗管道。當測試介質不干凈時，添加過濾器。否則，渦輪和軸承很容易堵塞，流量無法測量。
(2)拆卸和組裝流量計時，磁感應部分不能碰撞。
(3)投入運行前設定儀表系數。在通電前，仔細檢查以確保儀器連接正確且接地正確。
(4)安裝渦輪流量計時，前后管法蘭應水平，否則管道應力會對流量計產生很大影響。隨著科學的不斷發展，今天的渦輪變送器已經發展成為一個小型化、高度集成的模塊，具有強大的功能軟件和RS232標準計算機通信接口，為維護和維修提供了方便。
可與集散控制系統連接和通信，集散控制系統取代了霍弗流量計等顯示儀表，在工業生產過程中更加方便實用。總之，渦輪流量計是一種速度流量計，由于其測量精度高、反應速度快、測量范圍廣、價格低、安裝方便等優點，在化工生產中得到廣泛應用。
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