渦輪(lún)流量計是(shì)當前應用(yòng)較多的流(liú)量計種類(lèi)之一。這種(zhong)流量計的(de)優點🛀🏻,可以(yǐ)㊙️說非常的(de)多:
- 體積小(xiao)
- 重量輕
- 精(jing)度高(可以(yǐ)當作計量(liàng)标準儀表(biǎo))
- 反應時間(jiān)快(可達到(dao)毫秒級)
- 适(shì)用工作流(liu)體溫度高(gāo)
- 輸出爲脈(mo)沖信号不(bú)易受到幹(gàn)擾
- 可以長(zhang)距離傳輸(shū)便于各種(zhong)參數處理(lǐ)等等
正是(shì)基于上述(shu)這些突出(chu)點,渦輪流(liu)量計目前(qián)正廣🍉泛應(yīng)用于石化(huà)、冶金、燃氣(qi)等行業。看(kan)到如此的(de)流量計,是(shì)否想深入(ru)的了解一(yī)❗下呢?現在(zài)就帶你了(le)解一下這(zhè)種流量計(ji)的方方面(miàn)面。
渦輪流(liu)量計原理(lǐ)
下圖就是(shi)一款渦輪(lún)流量計的(de)透視圖,可(kě)以看到流(liú)👣量計的管(guǎn)🈲道中心安(ān)放了一個(ge)渦輪,渦輪(lun)兩端由軸(zhóu)承支撐。
當流體(tǐ)通過管道(dào)時,沖擊渦(wō)輪葉片,對(dui)渦輪産生(sheng)驅動力矩(ju),使渦輪克(ke)服摩擦力(lì)和流體阻(zǔ)力,産生旋(xuan)轉。在一定(dìng)的☎️流量範(fàn)圍内,對💘一(yī)定的流體(tǐ)介質粘度(du),渦🈲輪的旋(xuán)✏️轉角速度(dù)與流體流(liú)速成正比(bi)。渦輪的轉(zhuan)速通過傳(chuan)感器進行(háng)檢測,并通(tong)過㊙️後續信(xìn)号調理電(dian)路🍓對信号(hao)進行放大(dà)、濾波、整♍形(xíng),産生于脈(mo)沖成正比(bi)的脈沖信(xin)号。處理器(qì)通過對脈(mò)沖信号的(de)處理,得✉️到(dao)瞬時的流(liú)量值。
渦輪(lun)流量計在(zài)工作時是(shì)這樣的:
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注(zhù)意:雖然渦(wō)輪流量計(jì)與渦街流(liu)量計、旋進(jin)漩渦流量(liang)計都有“渦(wō)”字,但原理(lǐ)差别很大(dà)!
這個(ge)是渦街流(liu)量計
渦輪(lún)流量計的(de)結構
根據(jù)上述渦輪(lun)流量計原(yuán)理,這種流(liu)量計的結(jie)構可分以(yi)下🛀🏻幾個部(bù)分:
1.渦輪
渦(wo)輪又稱葉(yè)輪,大多由(you)導磁不鏽(xiu)鋼材料制(zhì)成,有直闆(pan)葉片、螺旋(xuan)✍️葉片等多(duō)種,可用嵌(qiàn)有許多導(dao)磁體的多(duo)孔護罩環(huán)來增加一(yī)定數量葉(ye)片渦輪旋(xuán)轉的頻🈲率(lü)。渦輪🔴由軸(zhou)承支撐,與(yu)殼體同軸(zhóu),其葉片數(shu)量視口徑(jìng)大小而定(dìng)。葉輪幾何(hé)形狀及👉尺(chi)寸對傳感(gǎn)器能有較(jiào)大影響,要(yao)根據流體(ti)性質、流量(liàng)範圍❌、使用(yòng)要求等設(she)計。葉輪的(de)動平衡很(hen)重要,直接(jie)影響儀表(biǎo)性能和使(shǐ)用壽命。
2.軸(zhóu)與軸承
用(yòng)于支撐葉(ye)輪旋轉,需(xū)要有足夠(gòu)的剛度、強(qiang)度和硬📧度(du)、耐磨性、耐(nai)腐蝕性等(děng)。它決定着(zhe)傳感器的(de)可靠性和(he)使用期限(xiàn)。傳感器☔實(shi)效通常是(shi)由軸與軸(zhou)承引起🧑🏾🤝🧑🏼的(de),因此起結(jié)構及材料(liào)的選用♍和(hé)維護非常(cháng)重要。
3.整流(liu)器
也叫導(dǎo)向體,在流(liú)量計進出(chu)口裝有導(dao)向體,對流(liú)體起導向(xiang)整🤩流以及(ji)支撐葉輪(lun)的作用。通(tōng)常選用不(bú)導磁材🔞料(liào)制成。
4.信号(hào)檢測傳感(gan)器
傳感器(qi)的主要作(zuo)用是把轉(zhuǎn)動的信号(hao)轉換爲電(diàn)信号。國内(nèi)🐇常用變磁(ci)阻式,輸出(chu)信号有效(xiao)值在10mV以上(shang),配🙇🏻放大器(qì)可輸出伏(fú)級信号。
5.殼(ke)體
殼體起(qi)到承受被(bèi)測流體的(de)壓力、固定(dìng)安裝檢測(cè)部💃件、連接(jie)管道🔱的作(zuo)用。殼體采(cǎi)用不導磁(ci)材料制成(chéng)。
6.顯示器
顯(xiǎn)示器爲渦(wo)輪流量計(ji)接受輸出(chu)信号的裝(zhuāng)置。在流量(liang)計運💰行的(de)過程中,瞬(shùn)時流量、累(lèi)計流量、儀(yi)表系數都(dou)可以在顯(xiǎn)示器向顯(xiǎn)示出來。
渦(wo)輪流量計(ji)的選型
在(zai)實際的流(liu)量計選擇(ze)應用中,要(yao)盡量選擇(zé)合适的流(liú)量計,既要(yao)避免資源(yuan)浪費造成(chéng)的過度花(hua)費,又要避(bì)免選擇不(bú)合适的流(liú)量🔴計影響(xiang)測量的精(jing)度。用戶在(zai)選擇💃流量(liàng)計之前應(ying)首先估計(jì)管線🏃輸送(sòng)介質的📱量(liàng)和介質可(ke)能達到♻️的(de)溫度和壓(ya)力範圍,估(gū)算出輸送(song)介質的最(zui)高和最低(di)的工況流(liú)量,正🈲确選(xuǎn)擇規格合(hé)适的流量(liàng)計。選擇渦(wo)輪流量計(jì)的總體原(yuán)則是:盡量(liang)使流量🌈計(jì)在最大流(liú)量的20%~90%的範(fàn)圍内運行(háng),這樣流量(liang)計的最佳(jiā)計量性能(néng)及測量精(jīng)度也是🌈最(zuì)高的。
渦輪(lún)流量計在(zai)工藝管道(dao)上安裝時(shí),需要注意(yì)以下幾點(diǎn):
1.渦輪流量(liàng)計應水平(píng)安裝,流體(tǐ)流向必須(xu)和箭頭指(zhi)向一緻,安(an)裝處的環(huan)境溫度爲(wèi)20—120℃,相對濕度(dù)不超過80%。
2.和(hé)渦輪流量(liàng)計相連接(jie)的前後管(guǎn)道的内徑(jìng)應與流量(liàng)🈲計口徑😘一(yī)緻。流量計(ji)前直管段(duan)長度應大(da)于20倍管道(dào)直徑,流量(liang)計🚶♀️後直管(guǎn)段長度應(yīng)大于15倍管(guǎn)道直徑。
3.爲(wèi)了消除雜(zá)質,流量計(jì)前應裝有(you)過濾器。爲(wei)了減少☎️由(you)管道上🔱遊(yóu)帶來的旋(xuan)回流的幹(gàn)擾及減小(xiao)流量計前(qian)後所需的(de)直管段長(zhang)度🚩,需要安(an)裝整流器(qì)。凡測易氣(qi)化的液體(tǐ)時㊙️,應安裝(zhuang)消氣器,以(yi)消除管道(dao)内氣體,提(tí)高測量✌️精(jing)度,延長流(liú)量計使用(yòng)的生命周(zhou)期。
4.工藝管(guan)道中心和(he)流量計中(zhong)心保持一(yi)緻。管道和(he)流量計連(lian)接處不得(de)有凸出物(wu)伸人管道(dao)内,以免改(gǎi)變💞管道截(jié)面和流量(liang)計進口流(liu)場分布。
5.爲(wei)了減少來(lái)自上遊的(de)流場幹擾(rǎo),控制閥應(yīng)置于流量(liang)計下遊側(cè),以利于流(liú)量的平穩(wen)控制。單獨(du)設置的壓(yā)力✨表可設(she)置在流🎯量(liang)計的進口(kou)或出口處(chu);單獨設⚽置(zhì)的溫度計(ji)應設置在(zài)流量計的(de)下遊處。
6.在(zai)測量單向(xiang)流體流量(liang)的場合,應(ying)在流量計(ji)的下遊處(chu)設置單🔴向(xiang)閥,以防止(zhǐ)因流體的(de)反沖現象(xiang)而影響流(liú)量計特性(xing)。
7.在流量計(jì)安裝過程(chéng)中,應盡量(liàng)減小應力(lì),以避免由(yóu)🌈于💋安裝應(yīng)♌力所引起(qǐ)的變形和(he)熱脹冷縮(suo)所引起的(de)畸變。
8.在可(kě)能的條件(jiàn)下,應設置(zhì)旁路管道(dào)。這樣既可(ke)在啓動時(shí)🍉起保護💘作(zuò)用,又可以(yi)在維修時(shi)不影響流(liu)體的正常(cháng)輸送。
9.對不(bú)帶前置放(fàng)大器的流(liú)量計,其流(liú)量計和前(qian)置放大器(qì)🔴之間的間(jian)距不得超(chao)過3~5m,應該采(cǎi)用屏蔽電(dian)纜将流量(liang)計的✏️輸出(chu)信号傳送(sòng)至前置放(fàng)大器的輸(shu)入端。對帶(dài)前置放大(da)器的流量(liàng)計,應采用(yòng)四芯屏蔽(bì)電纜,将其(qí)輸出信号(hao)傳輸🏒到流(liu)量指示積(ji)算儀。
10.應保(bǎo)證流量計(jì)有良好的(de)接地,以保(bao)證流量計(ji)的正常工(gōng)作和安全(quán)運行。
11.安裝(zhuāng)流量計前(qián),應将管道(dào)内鐵屑、焊(han)渣和雜物(wu)消除幹✂️淨(jing)。啓動儀表(biao)前,應排除(chu)管道内氣(qi)體。啓動儀(yí)表時,管路(lu)閥門不宜(yi)開得過大(da)過快,應避(bi)免過載流(liu)量流☀️經流(liu)量計而使(shǐ)儀表受損(sǔn)。
12.智能式流(liu)量指示積(jī)算顯示儀(yí)表應水平(ping)放置或水(shuǐ)☂️平安裝在(zài)儀🏃表屏上(shàng),安裝高度(dù)應以讀數(shu)和操作方(fang)便爲準,一(yī)般爲1.5m左右(you)。
1013-6
影響渦輪(lún)流量計精(jīng)度的因素(sù)
1.漩渦流動(dong)
漩渦流動(dong)會直接影(yǐng)響渦輪流(liu)量計葉片(pian)的受力情(qíng)😄況,進而對(dui)💃測量精度(dù)産生影響(xiǎng)。渦輪流量(liàng)計上遊直(zhí)管段越長(zhang),漩渦流動(dong)對儀表常(chang)數影響就(jiu)越小,因此(ci),在安裝渦(wō)輪流量計(ji)時,增加其(qi)上遊直管(guǎn)段長度以(yǐ)削弱漩渦(wo)流動對渦(wo)輪流量計(jì)🧑🏽🤝🧑🏻精度的影(ying)響是有益(yi)☁️的。
2.脈動流(liú)
脈動流指(zhǐ)流體在測(ce)量區域流(liu)速是時間(jian)的函數。但(dan)在一個足(zú)🆚夠長的時(shí)間段内有(yǒu)一個恒定(ding)的平均值(zhi)。入口脈動(dòng)流會導緻(zhi)渦輪流量(liang)計測量結(jié)果出現正(zheng)誤差,即測(ce)量值與真(zhēn)值相比偏(pian)大;當入口(kǒu)脈動流的(de)脈動頻率(lǜ)小于渦輪(lún)流量計葉(ye)輪角頻率(lǜ)時,渦輪流(liú)🏃🏻量計測量(liang)結果接近(jin)真實值,入(ru)口脈動流(liu)所引起的(de)🛀測量誤差(chà)很🔆小🏃:當入(rù)口脈動流(liú)的脈動頻(pín)率大于渦(wō)輪流量計(ji)葉輪角頻(pín)率時.入口(kǒu)脈動流所(suo)引起的測(ce)量誤差則(zé)較大。
3.黏度(du)
渦輪流量(liang)計在使用(yòng)過程中,當(dang)被測流體(tǐ)黏度與标(biāo)💁定流體黏(nian)度不相同(tong)時,也會引(yin)起誤差。通(tōng)過發現,盡(jìn)管被測流(liu)體黏度變(bian)化極其微(wēi)小,但渦輪(lun)流量計的(de)性能卻☂️會(hui)發生很大(da)變化。
雖然(rán)國内外學(xué)者展開了(le)大量,但目(mù)前仍然沒(mei)有一套🈲詳(xiáng)細完整的(de)理論可以(yǐ)描述被測(cè)流體黏度(dù)變化對渦(wo)☎️輪流量計(ji)特性的影(ying)🆚響規律。已(yǐ)有得到的(de)被測流體(tǐ)黏度變化(hua)影響渦輪(lún)流量計特(tè)性的重要(yào)結論如下(xia):被測流體(ti)黏度✊會影(yǐng)響流體進(jìn)入渦輪流(liu)量計葉輪(lun)之前的速(su)度剖面,從(cóng)而影響渦(wo)輪流量計(ji)的特性;被(bèi)測流體❓黏(nián)度對渦輪(lún)流量計葉(yè)輪前流體(ti)軸向流速(su)分布☂️有影(yǐng)響.從而影(yǐng)響渦輪流(liú)量計的特(tè)性:在測量(liàng)低黏度流(liú)體時,主要(yào)是渦輪流(liu)量計上遊(you)流體速度(dù)剖面的變(biàn)化對儀表(biao)常數産生(shēng)影響;在測(ce)✨量高黏度(dù)流體時,由(you)被測流體(tǐ)黏度和渦(wo)輪流量計(ji)葉輪阻礙(ài)作用而引(yǐn)起的葉輪(lún)前👄流體軸(zhou)向流速的(de)重新分布(bu)對儀表常(chang)數的影響(xiǎng).比渦輪🐆流(liú)量計上遊(yóu)流體速度(dù)剖面變化(hua)對儀表常(cháng)數的影響(xiang)更大。
運行與(yu)維護
1.在需(xū)要清洗工(gong)藝管道時(shí),清洗液體(ti)不能直接(jie)通過流量(liàng)計。應🌂該🏃打(dǎ)開旁路閥(fá),讓清洗液(ye)體流經旁(páng)路管線來(lai)完成工藝(yi)管道清洗(xǐ)⁉️工作。
2.管道(dao)系統啓動(dòng)時應當先(xian)開旁路管(guan)線,以防止(zhi)因流速突(tu)然增加使(shǐ)渦輪因轉(zhuan)速過大而(er)損壞流量(liàng)計。
3.在使用(yong)渦輪流量(liang)計之前,應(ying)該仔細閱(yue)讀産品使(shi)用🏃說明書(shū),以保證對(dui)儀表事先(xiān)有全面的(de)了解。
4.要求(qiu)被測介質(zhi)潔淨,以減(jiǎn)少軸承磨(mó)損。盡管在(zai)流量計前(qián)加裝🐪了過(guo)濾器,但仍(reng)有雜質進(jin)入表内而(ér)造成磨損(sun),爲此需定(ding)期檢修,一(yī)旦有卡阻(zǔ)現象應立(li)即清洗,以(yi)确🐉保計量(liàng)結果的✏️正(zhèng)确性。
5.工藝(yi)介質的密(mì)度和黏度(du)變化對儀(yi)表測量結(jie)果有影響(xiang)。當測量液(ye)體介質流(liú)量時,其溫(wēn)度與壓力(lì)的變化對(dui)其密度影(yǐng)響很小,一(yi)㊙️般可忽略(lue)不計;但當(dāng)測量氣體(ti)介質流量(liàng)🏃🏻♂️時,其溫度(dù)、壓力👨❤️👨改變(bian)後🔴對氣體(ti)的密🔅度影(ying)響很大,這(zhè)時需對其(qí)介質的密(mi)度進行溫(wēn)、壓補🐇償,以(yi)實現被🎯測(ce)介質流量(liàng)的正确檢(jian)測或計量(liàng)。除關👌注被(bèi)測介質的(de)💋密度變化(huà)對儀表測(ce)量結果的(de)💜影響外,還(hai)應注意被(bei)測介質黏(nián)度的變化(huà)🐉。當被測介(jiè)質黏度的(de)變化較大(da)時,應将流(liú)量計予以(yǐ)重新标定(ding)後方可使(shi)用。
6.渦輪流(liu)量計不能(neng)垂直安裝(zhuang)。當測量管(guan)道有彎曲(qǔ)現象時,将(jiang)會引起流(liu)體的旋轉(zhuǎn),影響渦輪(lun)轉數改變(biàn),使🔞儀表的(de)測量誤差(cha)增大。
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