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渦輪流量計(jì)的工作原理和安裝事項(xiàng)

發(fā)布時(shí)間：2011-08-26 00:00 閱讀次數(shù)：9859

渦輪流量計(jì)工作原理

當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)')渦輪流量計(jì)')傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。
TUF的實(shí)用流量方程為
qv=f/K (7.1)
qm=qvρ (7.2)
式中 qv,qm－分別為體積流量m3/s；
質(zhì)量流量kg/s；
f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率Hz；
K－流量計(jì)的儀表系數(shù)P/m3。
    （渦輪流量計(jì))的儀表系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見(jiàn)，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為工作段的三分之二，其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下限時(shí)，儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過(guò)流量上限時(shí)要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，他僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
   傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出，它完全不問(wèn)傳感器內(nèi)部流體的流動(dòng)機(jī)理，把傳感器作為一個(gè)黑匣子，根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號(hào))確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實(shí)際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的，其校驗(yàn)條件是參考條件，如果使用時(shí)偏離此條件，系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類(lèi)型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。圖1所示為TUF渦輪流量計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)圖，由圖可見(jiàn)，當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。
TUF的實(shí)用流量方程為
qv=f/K (7.1)
qm=qvρ (7.2)
式中 qv,qm－分別為體積流量m3/s；
質(zhì)量流量kg/s；
f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率Hz；
K－流量計(jì)的儀表系數(shù)P/m3。
     渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見(jiàn)，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為工作段的三分之二，其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下限時(shí)，儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過(guò)流量上限時(shí)要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，他僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出，它完全不問(wèn)傳感器內(nèi)部流體的流動(dòng)機(jī)理，把傳感器作為一個(gè)黑匣子，根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號(hào))確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實(shí)際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的，其校驗(yàn)條件是參考條件，如果使用時(shí)偏離此條件，系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類(lèi)型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

渦輪流量計(jì)的安裝

(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。

(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10D，后5D。

(3)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。

(4)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。

(5)注意對(duì)磁感應(yīng)部分不能碰撞。

渦輪流量計(jì)的組態(tài)與校正

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。

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。

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