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涡轮流量计原理和选择方法 流量计技术指标

时间:2020-07-30    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
1涡轮流量计的工作原理

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大,再经磁电转换装置把涡轮的转速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。

涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动,并冲击涡轮叶片时,便有与流量qv、流速V和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上,推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。涡轮变送器输出的脉冲信号,经前置于放大器放大后,送入显示仪表,就可以实现流量的测量。

2涡轮流量计的选型

(1)流量计本体可以选区用316不锈钢材料以防腐,如是防爆区还必须是防爆结果。

(2)轴承一般有炭化钨,聚四氟乙烯,碳石墨三种规格:碳化钨的精度最高,它作为工业控制的标准件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,一般在化工场所优先考虑。轴承的寿命流速的平方成正反比,故流速可以的在最大流速的1/3速度比较好。

(3)感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数字电信号,它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线,脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化,典型的范围为10:1,25:1

和100:1三种规格。电磁线圈的电阻一般小于2000Ω,大于该值可能损坏。

3涡轮流量计的安装

(1)变送器的电源线采用金属屏蔽线,接地要良好可靠。电源为直流24V,650Ω阻抗。

(2)变送器应水平安装,避免垂直安装,并保证其前后有适应的直管段,一般前10D,后5D。

(3)保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致,不得装反。

(4)被测介质对涡轮不能有腐蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。

(5)注意对磁感应部分不能碰撞。

4涡轮流量计的组态与校正

标准的标定方法是十点水标定法,但黏度不同标定的值不同,故通常要做黏度标定曲线。

5涡轮流量计的显示仪表

显示仪表的任务是将单位时间输出脉冲数和输出脉冲总数转换成瞬流量和总流量,并显示出来。

由前放大器输出的脉冲信号,其幅值、波形都是不规则的,在进入显示仪表后,先需经整形电路整形成为有规则的具有一定幅值的矩形电脉冲信号民,再经过频率/电流转换电路,将频率信号变为相应的电流信号(4~20mA)再转换能瞬时流量值,总量由转换及积算电路得到。有的显示仪表就地显示,有的送DCS显示。

6注意事项

(1)安装涡轮流量计前,管道要清扫。被测介质不洁净时,要加过滤器。否则涡轮、轴承易被卡住,测不出流量来。

(2)拆装流量计时,对磁感应部分不能碰撞。

(3)投运前先进行仪表系数的设定。仔细检查,确定仪表接线无误,接地良好,方可送电。

(4)安装涡轮流量计时,前后管道法兰要水平,否则管道应力对流量计影响很大。

7发展前景

随着科学的不断发展,当今涡轮变送器已发展成小型化、高集成度的模块,设计,有强大的功能软件,并设有RS232标准计算机通信接口,对维护检修提供了方便。可与DCS连接通信,DCS替代了显示仪表,如HOFFER流量计在工业临近生产过程中更方便实用。

总之,涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有测量精度高,反应速度快,测量范围广,价格低廉,安装方便等优点,被广泛应用于化工生产中。



    涡轮流量计在使用过程中精确度下降,可能是以下原因:
    1、流体中的纤维状或粘性杂质附在流量计的转动部分,使转动阻力增大,造成仪表的指示值减少,出现负误差,对流体的供方不利。
    2、流体温度、压力的变化可能使管道内液体逸出所含的空气或者因管道内的压力低于流体的饱和蒸汽压、使部分液体变成蒸汽,也可能因介质的负压使外面的气体被吸入管道内,这些气体随着被测液体流动,造成仪表指示值增大,出现正误差,对流体的需方不利。
    3、介质中一般都有一些杂质,对轴承、轴要产生磨损,使两者间的间隙增大,动件的动平衡被破坏,转速下降,或者脏物进入间隙内,使运动阻力增大,转速下降。这些原因都造成仪表显示值减少,出现负误差,对流体的供方不利。
    4、恶劣的工作环境也会对测量结果产生较大的影响,比如电磁场干扰、灰尘、高温、振动、潮湿等,可能造成涡轮流量传感器的误动作或失灵,直接造成涡轮流量计的示值误差,误差是正值也可能是负值,可能不明显,也可能完全失效。对于上述现象,在比较严重时,能从流程工作状态的对比中发现问题,容易采取相应措施。但是,在问题初期,不采取特殊措施就不能发现问题。





硫酸流量计选用原则

  合理选用及正确安装硫酸流量计,对提高测量精度和延长仪表的使用寿命,都是极其重要的。

  1.硫酸流量计的选用原则

  硫酸流量计包括变送器和转换器两部分,它的选用主要问题是如何正确选用变送器,转换器只要与之配套使用就行了。应从以下几个方面来考虑变送器的选用问题。

  (1)口径与量程的选择选用变送器时,应首先需要确定它的口径和流量测量范围,或确定变送器测量管内流体的流速范围。根据生产工艺上预计的最大流量值来选择变送器的满量程刻度,并且使用中变送器的常用流量可以能超过满量程的50%,以期获得较高的测量精度,变送器量程确定后,口径是根据测量管内流体流速与水头损失的关系来确定的,流速以2-4m/s为较为合适。通常选用变送器的口径与管道口径相同或略小些;

  (2)工作压力的选择变送器使用时的压力必须低于规定的工作压力。目前变送器的工作压力规格有: 小于ф50mm口径的为157×10`Pa; ф80-900mm口径的为980×1O`Pa; 大于ф1000mm口径的为58.9×10`Pa;

  (3)温度的选择 被测介质的温度不能超过变送器衬里材料的容许温度,介质温度还受到电气绝缘材料、漆包线等耐温性能的限制。国产定型变送器通常工作温度为5~60℃,有的可达120℃。要测量高温介质,需选用特殊规格变送器;

  (4)衬里材料及电极材料的选择变送器的衬里材料及电极材料必须根据被测介质的物理化学性质来正确选择,否则变送器由于衬里和电极的腐蚀而很快损坏。因此,必须根据生产工艺过程中具体测量介质的防腐蚀经验,正确地选用变送器的电极和衬里材料。

  2.硫酸流量计的安装

  变送器的安装地点要远离磁源(例如大功率电机、大型变压器等),不能有振动。可以是垂直安装,并且介质流动方向应该是自下而上,这样才能保证变送器测量管内始终充满介质。当不能垂直安装时,也可以水平安装,但要使两电极处于同一水平面上,以防止电极被沉淀沾污和被气泡吸附。水平安装时,变送器安装位置的标高应略低于管道的标高,以保证变送器测量管内充满介质。

  另外,变送器应安装在干澡通风处,应避免雨淋、阳光直射及环境温度过高。 转换器应安装在环境温度为-10℃~+45℃的场合;空气相对湿度≤85%安装地点无强烈震动,周围气相不含腐蚀性气体。它与变送器之间的连接电缆长度一般不宜超过30m。

  3.硫酸流量计的使用

  硫酸流量计在使用过程中,测量管内壁可能积垢,垢层的电阻低,严重时可能使电极短路,表现为流量信号越来越小或突然下降。此外,测量管衬里也可能被腐蚀或磨损,导致出现电极短路现象,造成严重的测量误差,甚至仪表无法继续工作。因此,变送器内必须定期维护清洗,保持测量管内部清洁、电极光亮。

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