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涡轮流量计的工作原理 流量计是如何工作的

时间:2020-08-11    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

涡轮流量计的工作原理

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,即:

其中,qv为流体的体积总量,N为变送器产生的脉动总数;ξ为流量系数。

ξ是涡轮变送器的重要特性参数,不同的仪表有不同的ξ,并随仪表长期使用的磨损情况而变化;其含义是单位体积流量通过变送器时,变送器的输出的脉冲数。

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.

 

    涡街流量计是一种常用的流量测量仪器,具有测量、性能稳定、使用灵活、可靠性高、维护简便等优点。涡街流量计在使用中需要注意进行防雷,雷电对于涡街流量计造成的危害是非常大的。今天小编就来具体介绍一下涡街流量计的防雷方法。

    首先讲下雷电对涡街流量计的危害: 1、雷电经过电源部分侵入烧坏仪表。2、雷电产生的同时伴随强大磁场仪表电子元件产生磁感应,瞬间生成强电压和电流,击穿绝缘烧坏仪表。3、雷电脉冲波经过无线网络侵入流量仪烧坏通讯芯片或仪表。

    其存在的主要问题有,仪表通常安装在人少,路难走的地方;热力管线很长,架空地埋的方式都有;用户一般都在开发区,距离热电厂位置较远,地广人稀,架空管线相对成了雷击对象;城区的供热主要是饭店,浴室等,这些地方大地相对环境污染较严重,土壤电解质浓度较高,容易被雷击;仪表及仪表箱通常安装在室外。风吹雨淋,容易被锈蚀氧化,接地效果越来越差。

    那么有哪些有效的雷击方案呢。

    1、外部防雷。包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等等。

    2、内部防雷。在需要保护设备的前端安装合适的防雷器,使设备,线路与大地形成一个有条件的等电位体。两者相辅相成,缺一不可。外部防雷系统保护建筑物本体免受雷击,而内部防雷是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏,这是外部防雷无法保证的。防雷工作是一项持久性工作,在工作中要不断摸索和改进,提高工作效率和计量管理水平。

    在特殊的天气,尤其是夏天雷击较多的季节,对于仪表的保护还是很有必要的,多做一些预防措施,能有效的降低对仪表的伤害,以免造成不必要的损失。



    电磁流量计以无压损、高精度、价格适中等优势,广受石化、化工等行业企业的青睐,在流量计量中担任着重要的角色。然而在实际应用中,受操作不当、设备选择不合理、安装不科学的情况,测量误差就很难避免,给使用者造成麻烦。因此,广大仪表人应当重视各种造成电磁流量计误差的因素。

    总的来说,造成电磁流量计误差的主要影响因素可以分为三类:选型不当,待测液影响和干扰。

    一、选型不当

    1、待测液体流速

    电磁流量计可测的流速范围一般为0.5~10m/s,经济流速范围为1.5~3m/s。实际使用时要根据待测流量大小及电磁流量计可测流速范围来确定测量管内径。

    2、电极及衬里材料选择

    电极及衬里材料直接与待测液体接触,应根据待测液体的特性(如腐蚀性、磨蚀性等)及工作温度选择电极及衬里材料,如选择不当,则会造成附着速度快、腐蚀、结垢、磨损、衬里变形等问题,进而产生测量误差。

    3、电磁稳定

    电磁流量计的励磁方式有直流励磁、交流正弦波励磁和双频矩形波励磁等,直流励磁容易产生电极极化和直流干扰问题,交流正弦励磁容易引起零点变动,而双频矩形波励磁既有低频矩形波励磁优良的零点稳定性,又有高频矩形波励磁对流体噪声较强的抑制能力,是一种较理想的励磁方式。实际应用时,应尽量保证电源电压和频率的稳定,以确保磁场强度恒定,减小由于磁场强度变化引起的测量误差。

    4、混合相流体测量

    用电磁流量计测量液固混合相流体(如含泥沙的水)的流量时,如果选用由单相液体校准的电磁流量计,则会产生测量误差,此时应选择不会引起液固相分离的直管段处安装传感器

    二、待测液体影响

    1、待测液体电导率剧烈变化

    待测液体电导率较大时,会引发显示数值的较大波动,若问题十分严重,则控制系统很难实现正常的运作;而待测液体电导率过低时,电极很难实现正常输出,如果操作中待测液体电导率处于下限值以下范围,那么电磁流量计就很难正常发挥作用。针对这些情况,首先,要立足实际需求,结合相关标准和要求,进行电磁流量计类型的选择;其次,安装反应器或直管段,以保障物料的充分混合,推动化学反应的顺利实现;再次,重新进行流量计类型的甄选。

    2、待测液体气泡或非满管

    对于气泡,主要来源于液体中溶解的气体发展为游离状态的气泡和外界吸入的气泡。包含大量气泡体积的流量,会影响测量的准确性。若气泡直径过大,甚至超过电极直径的数值,则测量显示过程中会出现不稳定状态,波动无法避免。针对这种情况,首先,可将集气器安装在电磁流量计上,同时按照周期进行排气操作;其次,合理更换安装位置;再次,将垂直管道安装在电磁流量计上,保障自下而上的方向;第四,安装传感器时,避免与排放口距离过近;第五,将传感器安装在控制阀位置,处于其上游位置,或泵的下游。

    3、待测液体电导率太低

    被测液体电导率降低,会增加电极的输出阻抗,并由转换器输入阻抗引起负载效应而产生测量误差,如果实际电导率低于下限值,则仪器不能正常工作,示值会产生波动。对策:选用其它满足要求的低电导率电磁流量计,如电容式电磁流量计;选用其它原理流量计,如孔板等。

    4、测量液体呈现不对称状态

    测量中,待测液体存在非对称情况,主要存在两种流动组合:一种为单一的漩涡流;另一种是沿管线轴线的直线流,液体的体积流量为管道截面的积分。针对上游直管段不足的情况,可采用流量调节器进行调整;其次,保证上下游合理范围内管道内径与流量计内径具有相同的数值;再次,为上游留够充足的直管段。

    5、测量管内存在着层

    电磁流量计常用于测量非清洁流体。非清洁流体内部含有一些沉淀物等物质,使得电磁流量计电极表面或管道内受到污染,造成测量结果误差现象。针对这种情况,首先,定期清洗电磁流量计;其次,合理提升流速,将其控制在4m/s状态;再次,应用聚四氯乙烯等材料的衬里。

    三、干扰影响

    1、空间电磁干扰

    转换器与传感器问的电缆线较长,在较强电磁环境下,很易受到干扰,从而引发仪器测量值出现非线情况,很难正常显示。针对这种情况,首先,引入屏蔽措施,可在接地钢管内进行电缆的单独引入,并使用达标的屏蔽电缆;其次,合理缩短电缆长度;再次,与强磁场保持较远距离。

    2、连接电缆问题

    电磁流量应用的实质是借助特定的电缆,实现转换器与传感器的连接,形成完整的系统,因此导体的横截面积、电容、电缆场地等都会产生不良影响。首先,要保证电缆型号满足要求,实现末端的有效连接,防止出现中间接头现象;其次,控制长度范围,通常越短越好

    3、接地问题

    因传感器的输出信号很小,通常只要几毫伏,为了提高抗干扰能力,传感器的零电位必须单独可靠接地,且传感器输出信号接地点应与被测流体电气连接。传感器的接地电阻应小于10Ω,在连接传感器的管道内涂有绝缘层或采用非金属管道时,传感器两侧应安装接地环,并可靠接地,以使流体接地,流体电位与地电位相同。

    4、电极和电磁线圈对称点安装点振动

    电磁流量计的励磁线圈和电极需保证对称,一旦不对称,生产过程中偏差就会引发,测量结果很难保证准确。另外,安装地点需达到较高的防振动标准,否则无法保证测量数值的精准度,甚至诱发仪表的不正常工作。







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