转子流量计流量测量方法和仪表的选用
浮子流量计又称转子流量计,是可变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动,与浮子重量平衡后,通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上常用的,对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质,由于玻璃材质的本身易碎性,关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。
转子流量计的特点
转子流量计是工业上和实验室常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直或水平走向的管段上。
转子流量计的工作原理
转子流量计由两个部件组成,转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管;转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力(这个力的大小随流量大小而变化);当流量足够大时,所产生的作用力将转子托起,并使之升高。同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,从上端流出。当被测流体流动时对转子的作用力,正好等于转子在流体中的重量时(称为显示重量),转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。分析表明;转子在锥形管中的位置高度,与所通过的流量有着相互对应的关系。因此,观测转子在锥形管中的位置高度,就可以求得相应的流量值。
为了使转子在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁,通常采用两种方法:一种是在转子中心装有一根导向芯棒,以保持转子在锥形管的中心线作上下运动,另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽,当流体自下而上流过转子时,一面绕过转子,同时又穿过斜槽产生一反推力,使转子绕中心线不停地旋转,就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。
浮子流量计工作原理
被测介质自下而上流经测量管时,浮子上下端产生差压形成上升力,当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量,浮子便上升,环隙面积随之增大,环隙处流体流速迅速下降,浮子上下端差压降低,作用于浮子的上升力随着减小,直到上升力与浸在流体中浮子重量平衡时,浮子便稳定在第yi位置,浮子位置的高低即对应着被测介质流量的大小。浮子内置磁钢,在浮子随介质上下移动时,磁场随浮子的移动而变化。通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经模数变换,数字滤波,温度补偿,微处理器处理,数模转换,液晶显示,开关控制输出,来显示出瞬时流量和累积流量大小并加以控制。
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涡街流量计在管道内没有液体流动时,由于管线振动所产生的噪声使接收器反常地计数,这时就应该对仪表进行灵敏度调节。 1、放大器增益的调整 一般情况下无需对涡街流量计放大器的增益进行调整,除非在更换了传感器之后。通过放大器板A上的AMP电位计调节放大器增益,在示波器上监视放大后的涡流波形,在最小流量时,涡流波形的峰值约为100mVP-P。 2、触发电平的调整 触发电平的增加(脉冲发生的灵敏度),会使流量的灵敏度减小。在管道内没有任何液体流动时,因管线振动,脉动流动出现噪声而造成不正常脉冲发生可以通过增加触发电平有效地进行处理。 通过涡街流量计放大器板上的TRG电位计可调节触发电平,放大的涡流波形的峰值无论何时超过预先确定的触发电平,都能转换成一个脉冲。因此,由于增加触发电平,流量灵敏度就会减小。 当触发电平80mVP-P变到350mVP-P,其结果的灵敏度将是80/350=1/4.4(灵敏度比率)倍。 当改变灵敏度时,结果的最小流量(可测的低限流量)约为1/(灵敏度的开平方乘以标准的最小流量)。 3、零点调整 涡街流量计正确的接线,通过低频信号发生器给涡街流量计输入幅度为零的信号,调整零点调节电位计,数字万用表的显示值应为4mA。 4、满量程的调整 如果不知道仪表的满量程频率,可通过最大流量,计算出满量程频率乙来调校仪表,其关系式为: fmax=KQQmax 正确的接线,涡街流量计用信号发生器输出信号至电荷放大器,加大输入信号幅值,转换输出方波,改变信号发生器的输出频率,直到频率计上显示的值是按上式计算出的满量程频率为止。此时,固定频率不变,并调整量程电位计,数字万用表的示值为20mA时为止。
转子流量计也称为浮子流量计,是一种根据变面积式流量计,液体在流量计的刻度管内流量计,自下而上,流体的浮力和向上的升力带动浮子上升,但和重力达到一个平衡的时候,浮子保持稳定,此时的流量指示刻度就是流量的真实流量。 但是转子流量计有时候会发生一些故障,常见的有三种: 一、金属管转子流量计测量误差大: 1、气体介质由于受到温度压力影响较大,建议采用温压补偿的方式来获得真实的流量。 2、由于长期使用及管道震动等多因素引起浮子流量计传感磁钢、指针、配重、旋转磁钢等活动部件松动,造成误差较大。解决方法:可先用手推指针的方式来验证。首先将指针按在RP位置,看输出是否为4mA,流量显示是否为0%,再依次按照刻度进行验证。若发现不符,可对部件进行位置调整。一般要求专业人员调整,否则会造成位置丢失,需返回厂家进行校正。 3、安装不符合要求:对于垂直安装转子流量计要保持垂直,倾角不大于20度;对于水平安装转子流量计要保持水平,倾角不大于20度;转子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体。安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。 4、液体介质的密度变化较大也是引起误差较大的一个原因。由于仪表在标定前,都将介质按用户给出的密度进行换算,换算成标校状态下水的流量进行标定,因此如果介质密度变化较大,会对测量造成很大误差。解决方法可将变化以后的介质密度带入公式,换算成误差修正系数,然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。 二、转子流量计指针抖动: 1、轻微指针抖动:一般由于介质波动引起。可采用增加阻尼的方式来克服。 2、中度指针抖动:一般由于介质流动状态造成。对于气体一般由于介质操作压力不稳造成。可采用稳压或稳流装置来克服或加大转子流量计气阻尼。 3、剧烈指针抖动:主要由于介质脉动,气压不稳或用户给出的气体操作状态的压力、温度、流量与转子流量计实际的状态不符,有较大差异造成转子流量计过量程。 三、金属管转子流量计指针停到某一位置不动: 主要原因是转子流量计的转子卡死。一般由于转子流量计使用时开启阀门过快,使得转子飞快向上冲击止动器,造成止动器变形而将转子卡死。但也不排除由于转子导向杆与止动环不同心,造成转子卡死。处理时可将仪表拆下,将变形的止动器取下整形,并检查与导向杆是否同心,如不同心可进行校正,然后将转子装好,手推转子,感觉转子上下通畅无阻卡即可,另外,在转子流量计安装时一定要垂直或水平安装,不能倾斜,否则也容易引起卡表并给测量带来误差。