进口涡轮流量计原理特征和选型应用

摘要

涡轮流量计，是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。它具有测量精度高、反应快以及耐压高等特点，因而在工业生产中应用日益广泛。比如美国威盾VTON的进口涡轮流量计，可以用于绝大部分的液体和气体的流量测量。本文详细分析涡轮流量计的原理，特征，选型，应用和维护。

一、涡轮流量计的工作原理

涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

　　一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。

　　涡轮流量计是基于流体动量矩守恒原理工作的。被测流体推动涡轮叶片使涡轮旋转，在一定范围内，涡轮的转速与流体的平均流速成正比，通过磁电转换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，经放大后送给显示记录仪表，即可以推导出被测流体的瞬时流量和累积流量。

涡轮流量计主要由壳体、导流器、支承、涡轮和磁电转换器组成。涡轮是测量元件（霍尔型号推荐SS632），由导磁性较好的不锈钢制成，根据流量计直径的不同，其上装有2～8片螺旋形叶片，支承在摩擦力很小的轴承上。为提高对流速变化的响应性，涡轮的质量要尽可能的小。导流器由导向片及导向座组成，用以导直流体并支承涡轮，以免因流体的漩涡而改变流体与涡轮叶片的作用角，从而保证流量计的精度。

磁电转换装置由线圈和磁钢组成，安装在流量计壳体上，它可分成磁阻式和感应式两种。磁阻式将磁钢放在感应线圈内，涡轮叶片由导磁材料制成。当涡轮叶片旋转通过磁钢下面时，磁路中的磁阻改变，使得通过线圈的磁通量发生周期性变化，因而在线圈中感应出电脉冲信号，其频率就是转过叶片的频率。感应式是在涡轮内腔放置磁钢，涡轮叶片由非导磁材料制成。磁钢随涡轮旋转，在线圈内感应出电脉冲信号。由于磁阻式比较简单、可靠，所以使用较多。除磁电转换方式外，也可用光电元件、霍尔元件、同位素等方式进行转换。

为提高抗干扰能力和增大信号传送距离，在磁电转换器内装有前置放大器。

二、涡轮流量计的特点

优点:

1.高精确度，一般可达±1%R、±0.5%R，高精度型可达±0.2%R；

2.重复性好，短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计；

3.输出脉冲频率信号及4-20MA电流信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强；

4.可获得很高的频率信号（3-4kHz），信号分辨力强；

5.范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10；

6.结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；

7.适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；

8.专用型传感器类型多,可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器,例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等；

9.可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便。缺点:

(1)不能长期保持校准特性;

(2)流体物性对流量特性有较大影响。

三、涡轮流量计的应用（参照美国威盾VTON的进口涡轮流量计的使用业绩）

涡轮流量计一般分为液体涡轮流量计和气体涡轮流量计，广泛应用于石油，化工，冶金，造纸等行业测量液体的体积瞬时流量和体积总量。

在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表。

在液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站，大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。

四、涡轮流量计的日常维护，参照美国威盾VTON的进口涡轮流量计的说明书

(1)流量计传感器应按合格证上规定的流量范围，公称压力以及流量计上标识的流向状态下使用。

(2) 被测液体的温度和环境条件应符合本使用说明书的规定。

(3) 给流量积算仪供电，在下游阀门关闭状态下，流量积算仪显示流量应为零。

(4) 流量计传感器投入使用时，应先打开全部旁通阀，接着慢慢打开流量计传感器下游阀门，然后慢慢打开上游阀门直至全开，再慢慢关闭旁通阀。若无旁通阀，可缓缓打开上游阀门，再慢慢打开下游阀门。注意别使叶轮突然达到很高转速。

(5) 测量液化气和汽油时，要保持紧靠流量计传感器的压力比液体的蒸汽压高0.1MPɑ，以防止液体气化时，体积增大使叶轮转速过高，导致轴承在很短时间内过分磨损。

(6) 在正常使用情况下，一般半年至一年，对流量计传感器进行一次检修、标定，其周期视工作条件的恶劣程度而定。如发现轴、轴承磨损比较严重，应及时更换，并重新标定。

(7) 检修时，拧下流量传感器两端的压紧圈，从主体中依次取出导向座、叶轮。

a、 检查有无异物粘附和各部件磨损情况。清除异物时，注意别损坏零件。更换零部件后须重新标定。

b、 叶轮叶片磁化会影响对信号电压的调制，而引起误差。故别让强磁体接近叶轮。

c、 检修完毕后，按原先位置和方向装上前后导向座、叶轮，拧紧压紧圈。并确认叶轮转动灵活，叶轮顶部与主体内壁间隙均匀，放大器有信号输出。

(8)因检测线圈阻抗在使用中日久会发生变化，故需将线圈的导通阻抗和绝缘阻抗(大于2M)与正常值比较。

(9)重新标定后，流量传感器仪表常数K变化时，不要忘记改变显示仪表的设定值。

(10)在停工扫线时，严禁让蒸汽通过流量传感器。