涡轮流量计的应用及介绍

2017-10-29

     智能液体涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表,具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。涡轮流量传感器与接收电脉冲信号的显示仪表组成涡轮流量计,用来测量封闭管道中低粘度流体(液体或气体)的体积流量和总量,在石油、化工、冶金、航空和科研等部门获得广泛应用。

     传感器的工作基于力矩平衡原理。当流体流经传感器时,推动叶轮转动,当流量一定时,动力矩和阻力矩平衡,叶轮转速保持一定,导磁的叶轮上均匀分布的叶片随叶轮转动,从而周期性地改变检测器磁场的磁阻,检测器产生电脉冲信号,经放大器放大后输出。输出电脉冲频率与叶轮转速成正比,叶轮转速与流量成正比,所以输出电脉冲频率与流过传感器的流量成正比,转换后的4-20MA模拟信号也与流量成正比。



一、产品概述

      采用涡轮进行测量的流量计。它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率-电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量,叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号,不仅提高了检测电路的抗干扰性,而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1,精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。


二、工作原理

      涡轮流量计的工作原理:

      流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内,脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比,流量方程为:Q=3600×f/k

式中:

f——脉冲频率[Hz];

k——传感器的仪表系数[1/m],由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k

Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[m3/h];

3600——换算系数。


每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中,k值设入配套的显示仪表中,便可显示出瞬时流量和累积总量。


三、组成部件

      涡轮流量计属于速度式流量计,也叫叶轮式流量计。叶轮式流量计是利用置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成比例的关系,通过测量叶轮的转速来反映通过管道的流体体积流量大小,是流量仪表中比较成熟的高准确度仪表之一。涡轮流量计一般由下列典型五个部分组成:

1.表体

表体的材料一般为钢或者是铸铁,其两端为法兰连接。小口径表也有采用螺纹接口方式。

2.测量的组件

涡轮上有经过精密加工的叶片,它与一套减速齿轮和轴承一起构成测量组件,支撵涡轮的两个高精度不锈钢永久自润滑轴承保证该组件有较长的使用寿命。涡轮流量计亦可选用外部润滑油泵润滑轴承,但注意不能过量。

3.计数器

计数器面板上有以下重要信息:

(1)最大工作温度及压力:

(2)计量及最小和最大流量等级

(3)产品型号及编号

(4)防爆等级和标志

(5)低频或高频脉冲所对应流体的当量以及接线方式。

4.整流器

整流器用以使流体流过涡轮流量计时处于规则状态,从而消除扰动对计量无利影响。高计量精准度。

5.磁耦合传动的装置

该装置将处于大气环境中的计数器部分与被测量气体分离开来,并将测量组件的转动传递给计数器。


四、智能涡轮流量计特点:

压力损失小,叶轮具有防腐功能;

采用先进的超低功耗单片微机技术,整机功能强、功耗低、性能优越。

具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。修正公式精度优于±0.02%仪表系数可由按键在线设置,并可显示在LCD屏上,LCD屏直观清晰,可靠性强采用EEPROM对累积流量、仪表系数掉电保护,保护时间大于10年采用高性能MCU中央处理器,完成数据采集处理显示输出、累积流量瞬时流量同屏显示方便的人机界面实现, 以标准485形式进行数据传输。

采用全硬质合金(碳化钨)屏蔽式悬臂梁结构轴承,集转动轴承与压力轴承于一体,大大提高了轴承寿命,并可在有少量泥沙与污物的介质中工作。

采用1Cr18Ni9Ti全不锈钢结构,(涡轮采用2Cr13)防腐性能好。

容易维修,有自整流的结构,小型轻巧,结构简单,可在短时间内将其组合拆开,内部清洗简单。

有较强抗磁干扰和振动能力、性能可靠、寿命长下限流速低,测量范围宽,

现场显示型液晶屏显示清晰直观,功耗低,3V锂电池供电可连续运行5年以上,耐腐蚀,适用于酸碱溶液。