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涡轮流量计的结构与选型
发布时间:2016-03-28   点击次数:1844次

  涡轮式流量计属于典型的速度式流量计,它以其结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大(同样口径可通过的流量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等特点,同时具有良好的重复性、度,在各行业中被广泛应用。

      一、原理与结构

      当被测气体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转。我们可以写出涡轮在瞬间的静态方程:

     

      ω为涡轮的旋转角速度;Q为气体流经变送器的体积流量。

      由此可见,涡轮的转速与管道平均流速成正比。叶轮的转动周期性的改变磁电转换器的磁阻值再经磁电转换装置转换为相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示,根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。实用流量方程为:

      qv=f/K

      式中:qv为体积流量,m3/s;f 流量计输出信号的频率,Hz;K为流量计的仪表系数。

      仪表系数K由流量标准装置校验得出,是根据输入(流量)和输出(频率脉冲信号)而确定的转换系数,便于实际应用。但要注意,仪表系数是有条件的,其校验条件是参考条件,如果使用时偏离此条件,系数也将发生变化。

      一台涡轮流量计主要由表体、导向体(导流器)、叶轮、轴、轴承及信号检测器和显示仪表组成。在传感器进出口装有导向体,它对流体起导向整流以及支撑叶轮的作用,通常也选用不导磁不锈钢或硬铝材料制作。其结构形式很多,可以抗流体流动的严重干扰。涡轮亦称叶轮,是传感器的检测元件,它由高导磁性材料制成。叶轮由支架中轴承支撑,与表体同轴,其叶片数视口径大小而定。叶轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响,要根据流体性质、流量范围、使用要求等设计。叶轮的动平衡很重要,直接影响仪表性能和使用寿命。信号检测器国内常用变磁阻式由*磁钢、导磁棒(铁芯),线圈等组成。*磁钢对叶片有吸引力,产生磁阻力矩,小口径传感器在小流量时,磁阻力在诸阻力矩中成为主要项。为此,将*磁钢分为大小两种规格,小口径配小规格以降低磁阻力矩。

      二、涡轮流量计的选型

      选用涡轮流量计主要是看中其良好的重复性、度。气体涡轮式市场为±0.5%R和±l%R,国内为±1%R和±1.5%R,度除与本身产品质量有关外,还与使用条件密切相关。若缩小范同度可提高度,特别是作为标准表法流量标准装置的标准流量计,若定点使用,度可大为提高。在实际选型中,应该从经济角度来考虑,例如:大口径输气管线的贸易结算仪表,经济上关系重大,在仪表上多投入是合算的。至于输送量不大或作为过程控制、内部考核用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。对于易燃易爆气体的测量,对有防爆要求十分严格的,应对仪表生产厂家核查防爆等级及批准文号等。需要显示标准状态体积流量要选配压力、温度传感器。并且现在大部分厂家的产品都可与上位计算机进行通信,为网络化管理提供了基础。

      涡轮流量计的流量范围的选择对其度及使用期限有较大的影响。一般在工作时zui大流量相应的转速不宜过高。使用状况分连续工作和间歇工作两种,连续工作是指每天工作时间超过8小时,间歇工作是每天工作时间少于8小时。对于连续工作zui大流量应选在仪表上限流量的较低处,而间歇工作可选在较高处。一般连续工作是将实际zui大流量乘以1.4作为流量范围的上限流量,而间歇工作则乘以1.3。对于流速偏低的工艺管道,zui小流量成为选择仪表口径首先要考虑的问题,通常以实际zui小流量乘以0.8作为流量范围的下限流量,使其留有一定的余量。若配有分段线性化功能的显示仪,在传感器流量下限值不能满足实际zui小流量时,应要求生产厂在实际zui小流量及其附近进行流量校验。将测得的仪表系数输入显示仪,这样就能既降低仪表的流量下限值,还能保持测量的度。

   
 

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