涡轮变送器的工作原理(lǐ)
涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。被测流體(tǐ)冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大,再经磁電(diàn)转换装置把涡轮的转速转换為(wèi)相应频率的電(diàn)脉冲,经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示,根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可(kě)求出瞬时流量和累积流量。
涡轮变送器的工作原理(lǐ)是当流體(tǐ)沿着管道的轴線(xiàn)方向流动,并冲击涡轮叶片时,便有(yǒu)与流量qv 、流速V和流體(tǐ)密度ρ乘积成比例的力作用(yòng)在叶片上,推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时,叶片周期性地切割電(diàn)磁铁产生的磁力線(xiàn),改变線(xiàn)圈的磁通量。根据電(diàn)磁感应原理(lǐ),在線(xiàn)圈内将感应出脉动的電(diàn)势信号,此脉动信号的频率与被测流體(tǐ)的流量成正比。其中,qv為(wèi)流體(tǐ)的體(tǐ)积总量,N為(wèi)变送器产生的脉动总数;ξ為(wèi)流量系数。
涡轮变送器的重要特性参数,不同的仪表有(yǒu)不同的ξ,并随仪表長(cháng)期使用(yòng)的磨损情况而变化;其含义是单位體(tǐ)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(kě)以实现流量的测量。
2 涡轮流量计的选型
(1)流量计本體(tǐ)最好选區(qū)用(yòng)316不锈钢材料以防腐,如是防爆區(qū)还必须是防爆结果。
(2)轴承一般有(yǒu)炭化钨,聚四氟乙烯,碳石墨三种规格:碳化钨的精度最高,它作為(wèi)工业控制的标准件;聚四氟乙烯,碳石墨能(néng)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,故流速最好的在最大流速的1/3速度比较好。
(3)感应探头是检测转动體(tǐ)的运动并把它转化為(wèi)脉冲数字電(diàn)信号,它電(diàn)磁線(xiàn)圈電(diàn)压输出值接近正弦曲線(xiàn),脉冲信号的频率范围随测量的流量大小(xiǎo)成線(xiàn)性变化,典型的范围為(wèi)10:1,25:1 和100:1三种规格。電(diàn)磁線(xiàn)圈的電(diàn)阻一般小(xiǎo)于2000Ω,大于该值可(kě)能(néng)损坏。
3 涡轮流量计的安装
(1)变送器的電(diàn)源線(xiàn)采用(yòng)金属屏蔽線(xiàn),接地要良好可(kě)靠。電(diàn)源為(wèi)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(yǒu)适应的直管段,一般前10D,后5D。
(3)保证流體(tǐ)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(néng)有(yǒu)腐蚀,特别是轴承处,否则应采取措施。
(5)注意对磁感应部分(fēn)不能(néng)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線(xiàn)。
5 涡轮流量计的显示仪表
显示仪表的任務(wù)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,先需经整形電(diàn)路整形成為(wèi)有(yǒu)规则 的具有(yǒu)一定幅值的矩形電(diàn)脉冲信号民(mín),再经过频率/電(diàn)流转换電(diàn)路,将频率信号变為(wèi)相应的電(diàn)流信号(4~20mA)再转换能(néng)瞬时流量值,总量由转换及积算電(diàn)路得到。有(yǒu)的显示仪表就地显示,有(yǒu)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。
(2)拆装流量计时,对磁感应部分(fēn)不能(néng)碰撞。
(3)投运前先进行仪表系数的设定。仔细检查,确定仪表接線(xiàn)无误,接地良好,方可(kě)送電(diàn)。
(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(hěn)大。
7 发展前景:随着科(kē)學(xué)的不断发展,当今涡轮变送器已发展成小(xiǎo)型化、高集成度的模块,设计,有(yǒu)强大的功能(néng)软件,并设有(yǒu)RS232标准计算机通信接口,对维护检修提供了方便。可(kě)与DCS连接通信,DCS替代了显示仪表。总之,涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有(yǒu)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(yòng)于化工生产中。