渦輪流量計的結構與選型
更新時(shí)間:2010-12-16 點(diǎn)擊次數:2279次
渦輪式流量計屬于典型的速度式流量計,它以其結構簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過(guò)的流量大)和可適應高參數(高溫、高壓和低溫)等特點(diǎn),同時(shí)具有良好的重復性、度,在各行業(yè)中被廣泛應用。 一、原理與結構 當被測氣體流過(guò)傳感器時(shí),在流體作用下,葉輪受力旋轉。我們可以寫(xiě)出渦輪在瞬間的靜態(tài)方程: ω為渦輪的旋轉角速度;Q為氣體流經(jīng)變送器的體積流量。 由此可見(jiàn),渦輪的轉速與管道平均流速成正比。葉輪的轉動(dòng)周期性的改變磁電轉換器的磁阻值再經(jīng)磁電轉換裝置轉換為相應頻率的電脈沖,經(jīng)前置放大器放大后,送入顯示儀表進(jìn)行計數和顯示,根據單位時(shí)間內的脈沖數和累計脈沖數即可求出瞬時(shí)流量和累積流量。實(shí)用流量方程為: qv=f/K 式中:qv為體積流量,m3/s;f 流量計輸出信號的頻率,Hz;K為流量計的儀表系數。 儀表系數K由流量標準裝置校驗得出,是根據輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號)而確定的轉換系數,便于實(shí)際應用。但要注意,儀表系數是有條件的,其校驗條件是參考條件,如果使用時(shí)偏離此條件,系數也將發(fā)生變化。 一臺渦輪流量計主要由表體、導向體(導流器)、葉輪、軸、軸承及信號檢測器和顯示儀表組成。在傳感器進(jìn)出口裝有導向體,它對流體起導向整流以及支撐葉輪的作用,通常也選用不導磁不銹鋼或硬鋁材料制作。其結構形式很多,可以抗流體流動(dòng)的嚴重干擾。渦輪亦稱(chēng)葉輪,是傳感器的檢測元件,它由高導磁性材料制成。葉輪由支架中軸承支撐,與表體同軸,其葉片數視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響,要根據流體性質(zhì)、流量范圍、使用要求等設計。葉輪的動(dòng)平衡很重要,直接影響儀表性能和使用壽命。信號檢測器國內常用變磁阻式由*磁鋼、導磁棒(鐵芯),線(xiàn)圈等組成。*磁鋼對葉片有吸引力,產(chǎn)生磁阻力矩,小口徑傳感器在小流量時(shí),磁阻力在諸阻力矩中成為主要項。為此,將*磁鋼分為大小兩種規格,小口徑配小規格以降低磁阻力矩。 二、渦輪流量計的選型 選用渦輪流量計主要是看中其良好的重復性、度。氣體渦輪式市場(chǎng)為±0.5%R和±l%R,國內為±1%R和±1.5%R,度除與本身產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)外,還與使用條件密切相關(guān)。若縮小范同度可提高度,特別是作為標準表法流量標準裝置的標準流量計,若定點(diǎn)使用,度可大為提高。在實(shí)際選型中,應該從經(jīng)濟角度來(lái)考慮,例如:大口徑輸氣管線(xiàn)的貿易結算儀表,經(jīng)濟上關(guān)系重大,在儀表上多投入是合算的。至于輸送量不大或作為過(guò)程控制、內部考核用只需中等精度水平即可,切忌盲目追求高精度。對于易燃易爆氣體的測量,對有防爆要求十分嚴格的,應對儀表生產(chǎn)廠(chǎng)家核查防爆等級及批準文號等。需要顯示標準狀態(tài)體積流量要選配壓力、溫度傳感器。并且現在大部分廠(chǎng)家的產(chǎn)品都可與上位計算機進(jìn)行通信,為網(wǎng)絡(luò )化管理提供了基礎。 渦輪流量計的流量范圍的選擇對其度及使用期限有較大的影響。一般在工作時(shí)zui大流量相應的轉速不宜過(guò)高。使用狀況分連續工作和間歇工作兩種,連續工作是指每天工作時(shí)間超過(guò)8小時(shí),間歇工作是每天工作時(shí)間少于8小時(shí)。對于連續工作zui大流量應選在儀表上限流量的較低處,而間歇工作可選在較高處。一般連續工作是將實(shí)際zui大流量乘以1.4作為流量范圍的上限流量,而間歇工作則乘以1.3。對于流速偏低的工藝管道,zui小流量成為選擇儀表口徑首先要考慮的問(wèn)題,通常以實(shí)際zui小流量乘以0.8作為流量范圍的下限流量,使其留有一定的余量。若配有分段線(xiàn)性化功能的顯示儀,在傳感器流量下限值不能滿(mǎn)足實(shí)際zui小流量時(shí),應要求生產(chǎn)廠(chǎng)在實(shí)際zui小流量及其附近進(jìn)行流量校驗。將測得的儀表系數輸入顯示儀,這樣就能既降低儀表的流量下限值,還能保持測量的度。 | |
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