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涡轮流量计选用方法

涡轮流量计是叶轮式流量(流速)计的主要品种,叶轮式流量计还包括风速计和水表等。涡轮流量计由传感器和转换显示仪表组成,传感器采用多叶片的转子感受流体的平均流速,从而推导出流量或总量。转子的转速(或转数)可用机械、磁感应、光电检测方式检出并由读出装置进行显示和传送记录。

涡轮流量计的原理

在管道中心安放一个涡轮,两端由轴承支撑。当流体通过管道时,冲击涡轮叶片,对涡轮产生驱动力矩,使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。当一定的流量范围内,对一定的流体介质黏度,涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时,就会引起传感线圈中的磁通变化。传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器,对信号进行放大、整形,产生与流速成正比的脉冲信号,送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值;同时亦将脉冲信号送入频率-电流转换电路,将脉冲信号转换成模拟电流量,进而指示瞬时流量值。

涡轮流量计的使用

涡轮流量计在石油成品流量测量中应用的也很广,这主要是因为石油本身是良好的润滑剂,在流量测量过程中能对轴和轴承进行很好的润滑,有利于仪表的长时期可靠运转。轴和轴承经特殊设计的涡轮流量计甚至在难度较高的液化石油气流量测量中,也能获得成功应用。

涡轮流量计的优点

a.精确度高,对于液体,国内产品能做到±(0.2~0.5)%R,国外产品有的可达到±0.15%R。

b.重复性好,短期重复性可达0.05%,如经常校准,可得到非常高的准确度,在定量发料、定量装桶操作中都能获得理想效果。

c.输出脉冲频率信号,在与批量控制仪、流量显示表连接进行信号处理中,可基本做到不增加误差。

d.范围度较宽,最大和最小流量比可达6:1~10:1,中大口径甚至可达40:1。

e.惯性小,响应快,时间常数为1~50ms,变化速率较低的脉动流量引入的误差可忽略。

f.结构简单、紧凑、轻巧,安装维护方便,流通能力大。如果发生故障,不影响管道内液体的输送。

g.耐高压,可用于高压流体的测量。

h.耐腐蚀,传感器采用耐腐蚀材料制造,能耐一般腐蚀性介质腐蚀。

涡轮流量计的缺点

a.涡轮轴承与轴之间的摩擦导致磨损,使仪表准确度发生变化,所以用于贸易结算的表计须定期校准。现在有的产品采用宝石轴承和镍基碳化钨轴,使耐磨性得到根本改进,准确度可保持3~4年不变。

b.涡轮流量计不适用于高黏度流体,随着黏度的增大,流量计测量下限值提高,范围度缩小,线性度变差。

c.对流体的洁净度要求较高,流量计前应加装过滤器,滤网目数与仪表口径有关,小口径目数多些,大口径目数少些。

3、仪表精确度与其范围度有关,这一点同容积式流量计相似。仪表的误差随相对流量变化的典型曲线,即在20%~30%FS处仪表出现误差的“高峰”,其原因人们尚在讨论之中。在实际应用中,要避开误差大的区间才能获得高的精确度,因而引起范围度的缩小。在批量发料和定量装桶操作中,仪表运行在非常狭小的流量范围内,这时能得到极高的准确度。

4、仪表精确度与黏度的关系。对于同一台涡轮流量计,当所测流体的黏度变化时,其测量精确度和范围度都会有明显的变化。黏度升高,范围度缩小,误差向负方向移动。因此,黏度和温度都比较高的场合不宜使用涡轮流量计。

5、材料的热膨胀引入误差的修正。当实际使用流体温度同校准时有很大误差时,就需对仪表常数进行修正。

6、防止产生气穴。流体经过涡轮流量计总是有一定的压力损失,如果被测流体为易汽化的液体或干脆就处于其液平衡状态,则在流量计叶轮处很容易出现液体的部分汽化,并在叶轮的出口侧产生气穴。由于液体汽化时体积膨胀,导致仪表示值显著偏高。

7、能测量双向流的涡轮流量计。这种流量计至少有两个信号检测器,流量显示仪表同这两个检测器配合能鉴别信号的相位,从而对流向做出判断。仪表分别累计“正”向流量总量、“逆”向流量总量,并计算“正”“逆”向总量之差,最后予以显示。瞬时流量显示不仅有数值,而且有代表流动方向的符号。

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