渦(wo)輪流量計(ji)是當前應(ying)用較多的(de)流量計種(zhong)類之一。這(zhe)種流量計(ji)的優點，可(ke)以說非常(chang)的多：
正(zheng)是基于上(shang)述這些突(tu)出點，渦輪(lun)流量計目(mu)前正廣泛(fan)應用❤️于石(shi)化、冶金、燃(ran)氣等行業(ye)。看到如此(ci)的流量計(ji)，是否想深(shen)入的了🔞解(jie)一下呢？現(xian)在就帶你(ni)了解一下(xia)這種流量(liang)計📧的方方(fang)🍉面面。
渦輪(lun)流量計原(yuan)理
下圖就(jiu)是一款渦(wo)輪流量計(ji)的透視圖(tu)，可以看到(dao)流量計的(de)管道中心(xin)安放了一(yi)個渦輪，渦(wo)輪兩端由(you)軸承支撐(cheng)。
當流(liu)體通過管(guan)道時，沖擊(ji)渦輪葉片(pian)，對渦輪産(chan)生驅動🤟力(li)矩，使渦輪(lun)克服摩擦(ca)力和流體(ti)阻力，産生(sheng)旋轉。在一(yi)定的流量(liang)範圍内，對(dui)🥰一定的流(liu)體介質粘(zhan)度，渦輪的(de)旋轉角速(su)度與流體(ti)流速成正(zheng)比。渦輪的(de)轉速💋通過(guo)傳感🧡器進(jin)行檢測，并(bing)通過後續(xu)信号調理(li)電路🌐對信(xin)号進行放(fang)大、濾波、整(zheng)形，産生于(yu)脈沖成正(zheng)比的脈沖(chong)信号。處⭐理(li)器通過對(dui)脈沖信号(hao)的處理，得(de)❓到瞬時的(de)流量值。
渦(wo)輪流量計(ji)在工作時(shi)是這樣的(de)：
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注意：雖然(ran)渦輪流量(liang)計與渦街(jie)流量計、旋(xuan)進漩渦流(liu)量計都有(you)“渦”字，但原(yuan)理差别很(hen)大！
這(zhe)個是渦街(jie)流量計
渦(wo)輪流量計(ji)的結構
根(gen)據上述渦(wo)輪流量計(ji)原理，這種(zhong)流量計的(de)結構可㊙️分(fen)🈲以下幾個(ge)部分：
1.渦輪(lun)
渦輪又稱(cheng)葉輪，大多(duo)由導磁不(bu)鏽鋼材料(liao)制成，有直(zhi)闆葉片、螺(luo)旋葉片等(deng)多種，可用(yong)嵌有許多(duo)導磁體的(de)多孔護罩(zhao)環來增加(jia)一定數量(liang)葉片渦輪(lun)旋轉的頻(pin)率。渦輪由(you)軸承🆚支撐(cheng)，與殼體同(tong)軸，其葉片(pian)數量視口(kou)🐆徑大小而(er)定。葉輪幾(ji)何形狀及(ji)📐尺寸對傳(chuan)感器能有(you)👉較大影響(xiang)，要根據流(liu)體性質、流(liu)量範圍🙇🏻、使(shi)用要求等(deng)🏃設計。葉輪(lun)的動🌏平衡(heng)很重要，直(zhi)接影響儀(yi)表性能和(he)🔱使用壽命(ming)。
2.軸與軸承(cheng)
用于支撐(cheng)葉輪旋轉(zhuan)，需要有足(zu)夠的剛度(du)、強度和硬(ying)度🏒、耐磨性(xing)、耐💯腐蝕性(xing)等。它決定(ding)着傳感器(qi)的可靠性(xing)和使用期(qi)限。傳感器(qi)實效通常(chang)是由軸與(yu)軸承引起(qi)的，因此起(qi)結構及材(cai)料的選用(yong)和維護非(fei)常重要。
3.整(zheng)流器
也叫(jiao)導向體，在(zai)流量計進(jin)出口裝有(you)導向體，對(dui)流體起導(dao)向整流以(yi)及支撐葉(ye)輪的作用(yong)。通常選用(yong)不導磁材(cai)料制成。
4.信(xin)号檢測傳(chuan)感器
傳感(gan)器的主要(yao)作用是把(ba)轉動的信(xin)号轉換爲(wei)電信号。國(guo)内常用變(bian)磁阻式，輸(shu)出信号有(you)效值在10mV以(yi)上，配放大(da)器可輸出(chu)伏級信号(hao)。
5.殼體
殼體(ti)起到承受(shou)被測流體(ti)的壓力、固(gu)定安裝檢(jian)測部件、連(lian)接管道的(de)作用。殼體(ti)采用不導(dao)磁材料制(zhi)成。
6.顯示器(qi)
顯示器爲(wei)渦輪流量(liang)計接受輸(shu)出信号的(de)裝置。在流(liu)量計運行(hang)的過程中(zhong)，瞬時流量(liang)、累計流量(liang)、儀表系數(shu)都可🏃🏻以在(zai)顯示器向(xiang)顯示🌈出來(lai)。
渦輪流量(liang)計的選型(xing)
在實際的(de)流量計選(xuan)擇應用中(zhong)，要盡量選(xuan)擇合适的(de)流量計，既(ji)要避免資(zi)源浪費造(zao)成的過度(du)花費，又要(yao)避免選擇(ze)不合适的(de)☔流量計影(ying)響測量的(de)精度。用戶(hu)💜在選擇流(liu)量計之前(qian)應首先估(gu)⛹🏻♀️計管線輸(shu)送介質的(de)量和介質(zhi)可能達到(dao)的溫度和(he)壓力範圍(wei)🔆，估算出輸(shu)送介質的(de)最高和最(zui)低的工況(kuang)流量，正确(que)選擇規格(ge)☁️合适的流(liu)量計。選擇(ze)渦輪流量(liang)計的總體(ti)原則是：盡(jin)🐅量使流量(liang)計在最大(da)流量的20%~90%的(de)範圍内運(yun)行，這樣流(liu)量計的最(zui)佳計量性(xing)能及測量(liang)精度也是(shi)最高的。
渦(wo)輪流量計(ji)在工藝管(guan)道上安裝(zhuang)時，需要注(zhu)意以下幾(ji)點：
1.渦輪流(liu)量計應水(shui)平安裝，流(liu)體流向必(bi)須和箭頭(tou)指向一緻(zhi)，安裝處的(de)環境溫度(du)爲20—120℃，相對濕(shi)度不超過(guo)80%。
2.和渦輪流(liu)量計相連(lian)接的前後(hou)管道的内(nei)徑應與流(liu)量計口徑(jing)一緻。流量(liang)計前直管(guan)段長度應(ying)大于20倍管(guan)道直徑，流(liu)量計後直(zhi)♍管段長度(du)應大于15倍(bei)管道直徑(jing)。
3.爲了消除(chu)雜質，流量(liang)計前應裝(zhuang)有過濾器(qi)。爲了減少(shao)由管道🌍上(shang)遊帶來的(de)旋回流的(de)幹擾及減(jian)小流量計(ji)前後所需(xu)的直⛷️管段(duan)長度，需要(yao)安裝整流(liu)器。凡測易(yi)氣化的🔞液(ye)體時，應安(an)裝消氣器(qi)，以消除管(guan)道内氣體(ti)🙇♀️，提高測量(liang)精度，延長(zhang)流量計使(shi)用的生命(ming)周期。
4.工藝(yi)管道中心(xin)和流量計(ji)中心保持(chi)一緻。管道(dao)和流量計(ji)連😄接處不(bu)得有凸出(chu)物伸人管(guan)道内，以免(mian)改變管道(dao)截面和流(liu)量計進口(kou)流場分布(bu)。
5.爲了減少(shao)來自上遊(you)的流場幹(gan)擾，控制閥(fa)應置于流(liu)量☎️計下遊(you)側，以利于(yu)流量的平(ping)穩控制。單(dan)獨設置的(de)⁉️壓力表可(ke)設置在流(liu)量計的進(jin)口或出口(kou)處；單獨設(she)置的溫度(du)計應設置(zhi)在流量計(ji)的下遊處(chu)。
6.在測量單(dan)向流體流(liu)量的場合(he)，應在流量(liang)計的下遊(you)處設置單(dan)🔞向閥，以防(fang)止因流體(ti)的反沖現(xian)象而影響(xiang)流量計特(te)性。
7.在流量(liang)計安裝過(guo)程中，應盡(jin)量減小應(ying)力，以避免(mian)由于安裝(zhuang)應📞力所引(yin)起的變形(xing)和熱脹冷(leng)縮所引起(qi)的畸變。
8.在(zai)可能的條(tiao)件下，應設(she)置旁路管(guan)道。這樣既(ji)可在啓✂️動(dong)時😘起保💘護(hu)作用，又可(ke)以在維修(xiu)時不影響(xiang)流體的正(zheng)常輸送。
9.對(dui)不帶前置(zhi)放大器的(de)流量計，其(qi)流量計和(he)前置放大(da)器之☔間的(de)間距不得(de)超過3～5m，應該(gai)采用屏蔽(bi)電纜将流(liu)量㊙️計的輸(shu)出信号傳(chuan)送至前置(zhi)放大器的(de)輸入端㊙️。對(dui)帶前☂️置放(fang)大器的流(liu)👨❤️👨量計，應采(cai)用四芯屏(ping)蔽電纜，将(jiang)其輸出🤟信(xin)号傳輸到(dao)流量指⛱️示(shi)積算儀。
10.應(ying)保證流量(liang)計有良好(hao)的接地，以(yi)保證流量(liang)計的正常(chang)工⛱️作和安(an)全運行。
11.安(an)裝流量計(ji)前，應将管(guan)道内鐵屑(xie)、焊渣和雜(za)物消除幹(gan)淨。啓🧡動儀(yi)表前，應排(pai)除管道内(nei)氣體。啓動(dong)儀表時🛀🏻，管(guan)路👉閥門不(bu)宜👌開得過(guo)大過快，應(ying)避免過載(zai)流量流經(jing)流量計而(er)使儀表受(shou)💋損。
12.智能式(shi)流量指示(shi)積算顯示(shi)儀表應水(shui)平放置或(huo)水㊙️平安裝(zhuang)在儀表屏(ping)上，安裝高(gao)度應以讀(du)數和操作(zuo)方便爲準(zhun)，一般爲1.5m左(zuo)右。
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影響渦(wo)輪流量計(ji)精度的因(yin)素
1.漩渦流(liu)動
漩渦流(liu)動會直接(jie)影響渦輪(lun)流量計葉(ye)片的受力(li)情況，進而(er)對測量精(jing)度産生影(ying)響。渦輪流(liu)量計上遊(you)直管段越(yue)長，漩渦流(liu)動對儀表(biao)常數影響(xiang)就越小，因(yin)此，在安裝(zhuang)渦輪流量(liang)計時，增加(jia)其上遊直(zhi)管段長度(du)以🥰削弱漩(xuan)渦流動對(dui)渦輪流量(liang)計精度的(de)影響是有(you)益的。
2.脈動(dong)流
脈動流(liu)指流體在(zai)測量區域(yu)流速是時(shi)間的函數(shu)。但在一個(ge)足夠長的(de)時間段内(nei)有一個恒(heng)定的平均(jun)值。入口脈(mo)動流會🐅導(dao)緻渦輪流(liu)量計測量(liang)結果出現(xian)正誤差，即(ji)✂️測量值與(yu)真值相比(bi)偏🐇大；當入(ru)口脈動流(liu)的脈動頻(pin)率小于渦(wo)輪流量計(ji)葉輪角頻(pin)率時，渦輪(lun)流🏒量計測(ce)量結果接(jie)近真實值(zhi)，入口脈動(dong)流所引起(qi)的測量誤(wu)差很🐉小：當(dang)入口脈動(dong)流的脈動(dong)頻率大于(yu)渦輪流量(liang)計葉輪角(jiao)頻率時．入(ru)口脈動💚流(liu)所引起的(de)測量誤差(cha)則較大。
3.黏(nian)度
渦輪流(liu)量計在使(shi)用過程中(zhong)，當被測流(liu)體黏度與(yu)标定流體(ti)黏度不相(xiang)同時，也會(hui)引起誤差(cha)。通過發現(xian)，盡管被測(ce)流🈲體黏度(du)變🌈化極其(qi)微小，但渦(wo)輪流量計(ji)的性能卻(que)會發生很(hen)大變化。
雖(sui)然國内外(wai)學者展開(kai)了大量，但(dan)目前仍然(ran)沒有一套(tao)☀️詳細完整(zheng)的理論可(ke)以描述被(bei)測流體黏(nian)度變化對(dui)渦輪流量(liang)計特性的(de)影響規律(lü)。已有得到(dao)的被測流(liu)體黏度變(bian)化影響渦(wo)輪流量計(ji)特性🚩的重(zhong)要結論如(ru)下：被測流(liu)體黏度會(hui)影響流體(ti)進入渦😘輪(lun)流量計😍葉(ye)輪之前的(de)速度剖面(mian)，從而影響(xiang)渦輪流量(liang)計的特🈲性(xing)；被測流體(ti)🔞黏度對渦(wo)輪流量計(ji)葉輪前流(liu)體⭕軸向流(liu)速分布有(you)影響．從而(er)影響渦輪(lun)流量計的(de)特性：在測(ce)量低黏度(du)流體時，主(zhu)要是渦輪(lun)流量計上(shang)遊流體速(su)度剖面的(de)變化對儀(yi)表常數産(chan)生影響；在(zai)測量高黏(nian)度流體時(shi)，由被測流(liu)體黏度和(he)渦輪流量(liang)計葉輪阻(zu)礙作用而(er)引起的葉(ye)輪前流體(ti)軸向流速(su)的重新分(fen)布對儀表(biao)常數的影(ying)響．比渦輪(lun)流量計上(shang)遊流體速(su)度剖面變(bian)化對儀表(biao)常數的影(ying)響更大。
運行(hang)與維護
1.在(zai)需要清洗(xi)工藝管道(dao)時，清洗液(ye)體不能直(zhi)接通過🈲流(liu)量計。應👨❤️👨該(gai)打開旁路(lu)閥，讓清洗(xi)液體流經(jing)旁路管線(xian)來完成工(gong)藝管道清(qing)洗工作。
2.管(guan)道系統啓(qi)動時應當(dang)先開旁路(lu)管線，以防(fang)止因流速(su)⭕突然增加(jia)使渦輪因(yin)轉速過大(da)而損壞流(liu)量計。
3.在使(shi)用渦輪流(liu)量計之前(qian)，應該仔細(xi)閱讀産品(pin)使用說明(ming)🚶♀️書，以保證(zheng)對儀表事(shi)先有全面(mian)的了解。
4.要(yao)求被測介(jie)質潔淨，以(yi)減少軸承(cheng)磨損。盡管(guan)在流量計(ji)前加裝了(le)過濾器，但(dan)仍有雜質(zhi)進入表内(nei)而造成磨(mo)損⁉️，爲此🈚需(xu)定期檢🈚修(xiu)，一旦有卡(ka)阻現象應(ying)立即清洗(xi)，以确保計(ji)量✔️結果的(de)正确性。
5.工(gong)藝介質的(de)密度和黏(nian)度變化對(dui)儀表測量(liang)結果有影(ying)響㊙️。當測量(liang)液體介質(zhi)流量時，其(qi)溫度與壓(ya)力的變化(hua)對其密度(du)影響很小(xiao)，一般可忽(hu)略不計；但(dan)當測量氣(qi)體介質流(liu)量時，其溫(wen)度、壓力改(gai)變後對氣(qi)體的密度(du)影響很大(da)，這時需🔱對(dui)其介質的(de)密度進行(hang)溫、壓補👄償(chang)，以實現被(bei)測介質流(liu)量的正确(que)檢測或計(ji)量。除關注(zhu)被測介質(zhi)的密度變(bian)化對儀表(biao)測量結果(guo)的影響外(wai)，還應注意(yi)被測介質(zhi)黏度的變(bian)化。當被測(ce)介質黏度(du)🈚的變化較(jiao)大時，應将(jiang)流量計予(yu)以重新标(biao)定後方可(ke)使用。
6.渦輪(lun)流量計不(bu)能垂直安(an)裝。當測量(liang)管道有彎(wan)曲現象時(shi)，将☁️會引🤩起(qi)流體的旋(xuan)轉，影響渦(wo)輪轉數改(gai)變，使儀表(biao)的測量誤(wu)🎯差增大。
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