[摘要]渦(wō)輪(lún)流量計 是(shì)在天然氣流量(liàng)測量中的(de)應用(yòng)較爲廣泛(fàn),它是(shì)将流(liú)速轉換爲(wèi)渦輪的轉速,再(zài)将轉速轉(zhuǎn)換成(chéng)與流(liú)量成正比的電(diàn)信号.其測(cè)量精度高(gāo),重複性好,測量範圈(quān)廣,但對介(jiè)質(zhì)要(yào)求較(jiào)高.其安裝(zhuāng)質量要求(qiú)高保(bǎo)證振(zhèn)動小，使用要求也較高。
1前(qián)言
　　渦輪流量計(jì)是葉輪式(shì)流量計的(de)主(zhǔ)要品種(zhǒng),葉輪式流(liú)量計(jì)還有(yǒu)風速(sù)計.水(shuǐ)表等。渦輪(lún)式流(liú)計是速(sù)度式流(liú)量計的主要種(zhǒng)類,它(tā)采(cǎi)用多葉(yè)片的轉(zhuǎn)子感受(shòu)流體平(píng)均流速(sù),從而推導出流量或總(zǒng)的儀表.其應用(yòng)非常廣泛,在歐洲和美(měi)國渦輪流量計(jì)是繼 孔闆(pǎn)流量(liàng)計 之後的第二個法(fǎ)定天(tiān)然氣(qì)流量計,已(yǐ)發展(zhǎn)成多(duō)品種.全系(xì)列、多規(guī)格(gé)、批量生産規模的天然氣流量計。

2結(jié)構(gòu)及工(gōng)作原理(lǐ)
　　渦輪流量(liàng)計是(shì)先将(jiāng)流速轉換(huàn)爲渦輪的(de)轉速，再将(jiāng)轉速轉換(huàn)成與流量成正比的電信(xìn)号。這(zhè)種流量計用于(yú)檢測瞬時(shí)流量(liàng)和總的流量，其輸出信号爲頻(pín)率,易于數字(zì)化。
　　當被測流體流(liú)過渦輪(lún)流計傳(chuán)感器時(shí),在流體(tǐ)作用下,葉輪受(shòu)力旋(xuán)轉,其轉(zhuǎn)速(sù)與管(guǎn)道(dào)平均流速成(chéng)正比，葉輪(lún)的轉(zhuǎn)動周期地(dì)改變(biàn)磁電轉換(huàn)器的磁(cí)阻值。檢(jiǎn)測線(xiàn)圈(quān)中磁邇(ěr)隨之發生周期(qī)性變化，産生周(zhōu)期性(xìng)的感應電(diàn)勢,即(jí)電脈沖信(xìn)号,經(jīng)放大器放(fàng)大後(hòu),送至顯示(shì)儀表(biǎo)顯示。
下圖爲渦輪流量計(jì)傳感器的結(jié)構圖:

對于渦輪流(liú)量計(jì)的(de)流(liú)計算如下式(shì)所(suǒ)示:
q?=?/k
qm= q?ρ
　　式(shì)中(zhōng):qv, qm-分别(bié)爲(wèi)體積流量m3/s,質量流量kg/s;- -流量計(jì)輸出信(xìn)号的(de)頻率,hz;k-流加(jiā)計的儀表(biǎo)系數(shù)。
　　流(liú)量計的(de)儀表(biǎo)系數與流(liú)量關系曲線如(rú)圖3所示，儀表(biǎo)系(xì)數分(fèn)爲線性段和非(fēi)線(xiàn)性段。線(xiàn)性段(duàn)約爲工(gōng)作段的(de)三分之二(èr),其特性與(yǔ)傳感器結(jié)構尺寸及流體(tǐ)粘性有關(guān)。在非(fēi)線性(xìng)段,特(tè)性受(shòu)軸承(chéng)摩擦力,流(liú)體粘性(xìng)阻力影(yǐng)響較大。當流量(liàng)低(dī)于傳感器流量下限時,儀表(biǎo)系數随着(zhe)流迅速變(biàn)化。壓(yā)力損失與流量(liàng)近乎(hū)爲平(píng)方關系。當(dāng)流量超(chāo)過(guò)流量上限時要(yào)注意(yì)防止空穴現象結構相似(sì)的渦(wō)輪流量(liàng)計特性(xìng)曲線(xiàn)形狀是類(lèi)似的,它僅在系(xì)統誤(wù)差水平方(fāng)面有(yǒu)所不(bú)同。

3主要特(tè)點(diǎn)
渦輪流(liú)量計具(jù)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)優點:
1)精度(dù).對于(yú)液體一般爲土2.5%r~±5%r,高精(jīng)度型可達(dá)±1.5%r;而(ér)介質爲(wèi)氣體,一般爲(wèi)±1%r~±1.5%r,特殊專(zhuān)用型爲(wèi)±0.5%r~±1%r.在(zài)所有流量(liàng)計中,它屬(shǔ)于最(zuì)正确的。
2)重(zhòng)複性好.短期重(zhòng)複性可達0.05%0.2%,正是(shì)由于(yú)具有良好(hǎo)的重複(fú)性(xìng)，如經常校(xiào)準或在線(xiàn)校準可得精度(dù),在貿易結算中(zhōng)是優先選用的流量計(jì)。
3)輸出脈(mò)沖頻率信号,适(shì)用于總(zǒng)量(liàng)計量(liàng)及與計算機連接,無(wú)零點(diǎn)漂移,抗幹擾能(néng)力強。
4)可獲(huò)得(dé)很高的(de)頻(pín)率信号,信号(hào)分辨(biàn)力(lì)強(qiáng)。
5)範圍(wéi)度寬。，
6)結構(gòu)緊湊輕巧,安(ān)裝維護方便,流(liú)通能力大。
7)适用(yòng)高壓測(cè)量,儀表表(biǎo)體上(shàng)不必(bì)開(kāi)孔,易制(zhì)成高(gāo)壓型(xíng)儀表(biǎo)。
8)專用(yòng)型傳(chuán)感器(qì)類(lèi)型多。
9)可(kě)制成(chéng)插入型,适用于(yú)大口(kǒu)徑測(cè)量，壓(yā)力損失小，價格(gé)低,可不斷(duàn)流取出(chū),安(ān)裝維護方(fāng)便。
渦(wō)輪流量(liàng)計固然(rán)有很(hěn)多優點,但是也存在(zài)其局(jú)限性:
1)難以長期保持校準(zhǔn)特性,需要定期校驗,對于(yú)無潤滑性的液體液(yè)體中含有懸浮(fú)物或磨蝕(shí)性,造(zào)成軸承(chéng)磨損及卡住等問題,限制了其使用範圍,采(cǎi)用(yòng)耐磨硬(yìng)質(zhì)合金軸和軸(zhóu)承後(hòu)情(qíng)況有(yǒu)改(gǎi)進。
2) 一般液(yè)體其(qí)不适(shì)用于較高粘度(dù)介質(zhì)(高粘(zhān)度型除外)。
3)流體(tǐ)物性對儀(yí)表特(tè)性有較大影響(xiǎng)。氣體流量(liàng)計易(yì)受密(mì)度影響,而液(yè)體流量(liàng)計對(duì)粘度變化反應(yīng)敏感。由于(yú)密度(dù)和粘度與溫度(dù)、壓力關(guān)系密切,在現場溫度、壓(yā)力波(bō)動是難(nán)免(miǎn)的，要(yào)根據(jù)它們對精度影(yǐng)響的(de)程度(dù)采取補償(cháng)措施,才能(néng)保持(chí)高的計量精度(dù)。
4)流量計受來流(liú)流速分布畸變(biàn)和旋轉流的影響較大,傳感器(qì)上下遊(yóu)側(cè)需設置較長直管段。
5)不适(shì)于脈(mò)動流(liú)和混相流的測(cè)量(liàng)。
6)對被測(cè)介質(zhì)的清(qīng)潔度要求(qiú)較高，限制(zhì)了其(qí)使用(yòng)領域。
7)小口徑(dn50以下)儀表的; 流量(liàng)特性(xìng)受物(wù)性影(yǐng)響嚴重。
4安裝與使用(yòng)
　　傳感(gǎn)器應(yīng)安裝在便于維(wéi)修,管(guǎn)道無(wú)振動，無(wú)強(qiáng)電磁幹擾與熱(rè)輻射影響的場所.水平安裝的傳感(gǎn)器要求管道不應有目測可覺(jiào)察的(de)傾斜(一般在5°以(yǐ)内),垂(chuí)直安裝的傳(chuán)感器管(guǎn)道垂(chuí)直度偏差(chà)也應(yīng)小于5*。需連(lián)續運(yùn)行(háng)不能停(tíng)流的場所(suǒ),應裝(zhuāng)旁通管(guǎn)和可靠的截(jié)止閥,測量(liàng)時要确(què)保旁通(tōng)管無洩(xiè)漏若流(liú)體含雜質,則應在傳感器(qì)上遊(yóu)加裝(zhuāng)過濾(lǜ)器,若(ruò)液體中含有氣體需(xū)加消(xiāo)氣(qì)器(qì).若傳感器安裝(zhuāng)位置處于管線低點(diǎn),爲(wèi)防止流體中雜(zá)質(zhì)沉澱(diàn)滞留，應(yīng)在其後(hòu)的管線裝(zhuāng)排放(fàng)閥,定期排放沉(chén)澱雜(zá)質。
渦輪流(liú)量計在使用中(zhōng)需要注意一些(xiē)問題:
1)低(dī)溫和高(gāo)溫流(liú)體(tǐ)的啓用(yòng).低溫流體(tǐ)在管道内(nèi)流通前要(yào)排淨管道(dào)中(zhōng)的水分,小流量先(xiān)運行十(shí)幾(jǐ)分鍾,然後(hòu)再慢慢升(shēng)到正常(cháng)流量。停流時(shí)也(yě)需要慢(màn)慢停止。
2)投(tóu)人運行的啓閉順序(xù)。未裝(zhuāng)旁路的傳(chuán)感器要先以中(zhōng)等開度(dù)開(kāi)啓流量傳感器(qì)上遊(yóu)閥,然後(hòu)緩(huǎn)慢開(kāi)啓下(xià)遊閥(fá)。裝有(yǒu)旁路的傳(chuán)感器應先(xiān)全開旁路(lù)管閥,以中等開度開啓(qǐ)上遊閥(fá)，緩慢開啓下遊(yóu)閥,關(guān)小旁(páng)路閥(fá)開度小(xiǎo)流(liú)量運(yùn)行一段時間然(rán)後全(quán)開(kāi).上遊閥,全關(guān)旁路閥,最(zuì)後調節下遊閥(fá)開度(dù)到所需流(liú)量。
5結(jié)語(yǔ)
　　渦(wō)輪流(liú)量計(jì)目前應用(yòng)已經非常廣泛(fàn),其(qí)精(jīng)度高、重複(fú)性好(hǎo),測量(liàng)範圍寬,适用性(xìng)強。但(dàn)渦輪流量(liàng)計對(duì)介質(zhì)要求高,粘度不能太高,清潔度(dù)也應比較(jiào)好。渦(wō)輪(lún)流量計(jì)還有(yǒu)一點制約(yuē)因素(sù)就是振動,所以(yǐ)安(ān)裝要求(qiú)也比較高,使用方面必須(xū)符合(hé)要求(qiú)。

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