茂名纯水涡轮流量计

涡轮流量计（以下简称TUF）是叶轮式流量（流速）计的主要品种，叶轮式流量计还有风速计、水表等。TUF由传感器和转换显示仪组成，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、光电方式检出并由读出装置进行显示和传送记录。据称美国早在1886年即发布过个TUF**，1914年的**认为TUF的流量与频率有关。美国的台TUF是在1938年开发的，它用于飞机上燃油的流量测量，只是直至二战后因喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的工业应用。如今，它已在石油、化工、科研、*、计量各部门中获得广泛应用。
    流量计中TUF、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、度佳的产品，而TUF又具有自己的特点，如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大和可适应高参数等，是其他两类流量计是难以达到的。
    KCLWGY系列涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表技术经过优化设计，具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计，广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用，且无纤维、颗粒等杂质，工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体，对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体，可对流量计进行实液标定后使用。若与具有功能的显示仪表配套，还可以进行定量控制、**量报警等，是流量计量和节能的理想仪表。
 
二、工作原理
    图1所示为涡轮流量传感器结构简图，由图可见，当被测流体流过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经放大器放大后，送至显示仪表显示。
涡轮流量计的流量方程可分为两种：实用流量方程和理论流量方程。
                                                                             
（1）       实用流量方程
qv=f/K               公式1
qm=qvρ              公式2
式中   qv, qm ……分别为体积流量，m3/s，质量流量，kg/s;
           f ……流量计输出信号的频率，Hz;
           K ……流量计的仪表系数，P/m3。
   流量计的系数与流量（或管道雷诺数）的关系曲线如图2所示。由图可见，仪表系数可分为二段，即线性段和非线性段。线性段约为其工作段的三分之二，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下**，仪表系数随着流量*变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量**过流量上**要注意防止空穴现象。结构相似的TUF特性曲线的形状是相似的，它仅在系统误差水平方面有所不同。
    图2  涡轮流量计特性曲线
    传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出，它完全不问传感器内部流体机理，把传感器作为一个黑匣子，根据输入（流量）和输出（频率脉冲信号）确定其转换系数，它便于实际应用。但要注意，此转换系数（仪表系数）是有条件的，其校验条件是参考条件，如果使用时偏离此条件系数将发生变化，变化的情况视传感器类型，管道安装条件和流体物性参数的情况而定。
（2）       理论流量方程
根据动量矩定理可以列出叶轮的运动方程
               公式3
式中     J：     叶轮的惯性矩；
     dw/dt：     叶轮的旋转加速度；
M1：   流体的驱动力拒；
M2：   粘性阻力矩；
M3：   轴承摩擦阻力矩；
M4：   磁阻力矩。
当叶轮以恒速旋转时， 0，则M1=M2+M3+M4。经理论分析与实验验证可得
               公式4
式中   n：   叶轮转速；
qv：   体积流量；
A：   与流体物性（密度、粘度等），叶轮结构参数（叶片倾角、叶轮直径、
流道截面积等）有关的系数；
B：   与叶片**隙，流体流速分布有关的系数；
C：   与摩擦力矩有关的系数。
   国内外学者提出许多理论流量方程，它们适用于各种传感器结构及流体工作条件。至今涡轮仪表特性的水动力学特性仍旧不很清楚，它与流体物性及流动特性有复杂的关系。比如当流场有旋涡和非对称速度分布时水动力学特性就非常复杂。不能用理论式推导仪表系数，仪表系数仍需由实流校验确定。但是理论流量方程有巨大的实用意义，它可用于传感器结构参数设计及现场使用条件变化时仪表系数变化规律的预测和估算。
 
三、产品特点
1.         高度，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较高的度，在贸易结算中是**选用的流量计；
3.         输出脉冲频率信号，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，*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.         型传感器类型多，可根据用户需要设计为各类型传感器，例如低温型、双向型、井下型、混砂型等；
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。

涡轮流量计是一种叶轮式仪表，其工作原理相对简单。涡轮流量计本体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.在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比.由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量.同时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。

注意事项:
选型
涡轮流量计正确选型才能保证涡轮流量计更好的使用。选用什么种类的涡轮流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使涡轮流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。
1、精密功能检查
精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，*做控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡轮流量计。
2、可测量的介质
测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡轮流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而高管内流速，得到满意测量结果。
安装
为了确保涡轮流量计的测量准确,必须正确地选择安装位置和方法
对直管段的要求：流量计必须水平安装在管道上（管道倾斜在5以内），安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。 流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。
对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。
对旁通管的要求：为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流体产生不稳流现象。
对外部环境的要求：流量计好安装在室内，必须要安装在室外时，一定要采用防晒、防雨.防雷措施，以免影响使用寿命。
对介质中含有杂质的要求：为了保证流量计的使用寿命，应在流量计的直管段前安装过滤器。
安装场所：流量计应安装在便于维修，无强电磁干扰与热辐射的场所
对安装焊接的要求：用户另配一对标准法兰焊在前后管道上。不允许带流量计焊接！ 安装流量计前应严格清除管道中焊渣等脏物，好用等径的管道（或旁通管）代替流量计进行吹扫管道。以确保在使用过程中流量计不受损坏。 安装流量计时，法兰间的密封垫片不能凹入管道内。
流量计接地的要求：流量计应可靠接地，不能与强电系统地线共用。
对于防爆型产品的要求：为了仪表安全正常使用，应复核防爆型流量计的使用环境是否与用户防爆要求规定相符，且安装使用过程中，应严格遵守国家防爆型产品使用要求，用户不得自行更改防爆系统的连接方式，不得随意打开仪表。 选型在规定的流量范围内，防止**速运行，以保证获得理想准确度和保证正常使用寿命。 安装流量计前应清理管道内杂物：碎片、焊渣、石块、粉尘等推荐在上游安装5微米筛孔的过滤器用于阻挡液滴和沙粒。 流量计投运时应缓慢地先开启前阀门，后开启后阀门，防止瞬间气流冲击而损害涡轮。 加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2-3次。由于试压、吹扫管道或排气造成涡轮**速运转，以及涡轮在反向流中运转都会可能使流量计损坏。 流量计运行时不允许随意打开前.后盖，更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。 小心安装垫片，确保没有**物进入管道，以防止干扰正常的流量测量。 流量计在标定时要在流量计取压口上采集压力。

应用:
涡轮流量计 [7]  适用范围广泛，进行工业炉窑热平衡测试 [8]  ，对于掌握工业炉窑的热能利用情况，提高产品质量，为企业节能降耗，降低成本，其经济效益无疑是巨大的。在实际测试的过程中，涡轮流量计因其精度高，测量范围宽，耐压高，且有数字信号输出，在工业锅炉热平衡测试中得到首先选用。
在工业锅炉进行的实际情况下，限于各种条件的制约，工业锅炉的给水一般为随时间负荷变化的间歇式的给水方式，这种方式决定了在锅炉上水的主管道管路内的流动体，即上水的流动通常表现为紊流的流动过程，即工业锅炉的管道内的水流为不规则的一边相互混合一边流动的状态，而准确的计量工业锅炉的给水流量和温度，对于正确地分析热平衡测试结果是十分关键的。涡轮流量计正是由于有数字信号输出，相应度灵敏才可准确的准时的响应水流的紊流变化。在一个时间周期内，工业锅炉上水管道的流量为管道截面积F的积分，即Q=∫FVDF，而其他原理的流量计是很难达到涡轮流量计的高精度的。