智能型液體渦輪工作原理

    智能液體渦輪流量計(jì)是采用*的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示，具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類，當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào)，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。

采用渦輪進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì)。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量，其輸出信號(hào)為頻率，易于數(shù)字化。圖中感應(yīng)線圈和*磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過(guò)磁鐵時(shí)，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(hào)，不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性，而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1，精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。

在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是繼孔板流量計(jì)之后的第二個(gè)法定天然氣流量計(jì)，已經(jīng)發(fā)展為多品種、全系列，多規(guī)格，批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范亦十分完備，但亦有不足之處：對(duì)測(cè)量介質(zhì)潔凈度要求較高，使用期限受到限制。不過(guò)據(jù)國(guó)外使用部門稱：曾對(duì)240臺(tái)使用8~15年的流量計(jì)進(jìn)行周期檢定，發(fā)現(xiàn)儀表準(zhǔn)確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，采用一種整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計(jì)，在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開(kāi)截止閥條件下，只需要2D直管段長(zhǎng)度，對(duì)于城市用安裝空間窄小的，它是很突出的特點(diǎn)。

渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類,當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào)，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。

各種流量計(jì)中渦輪流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類重復(fù)性、度*的產(chǎn)品，而渦輪流量計(jì)又具有自己的特點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過(guò)的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。至今，這類流量計(jì)產(chǎn)品可達(dá)技術(shù)參數(shù)：口徑4-750mm，壓力達(dá)250MPa，溫度為-240-700℃，像這樣的技術(shù)參數(shù)其他兩類流量計(jì)則是難以達(dá)到的。

渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國(guó)外液化石油氣、成品油和輕質(zhì)原油等的轉(zhuǎn)運(yùn)及集輸站，大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算。在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是僅次于孔板流量計(jì)的天然氣計(jì)量?jī)x表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺(tái)各種尺寸，壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì)，他們已成為優(yōu)良的天然氣流量計(jì)。 盡管渦輪流量計(jì)的優(yōu)良計(jì)量特性受到人們的青睞，可是給人的印象是由活動(dòng)部件，使用期短，在選用時(shí)不免躊躇，經(jīng)過(guò)人們的不懈努力，情況大有改觀。 渦輪流量計(jì)作為zui通用的流量計(jì)，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、全系列、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模。

應(yīng)該指出，渦輪流量計(jì)除前述工業(yè)部門大量應(yīng)用外，在一些特殊部門亦得到廣泛應(yīng)用，如科研實(shí)驗(yàn)、國(guó)防科技、*，這些領(lǐng)域的使用恰好避開(kāi)了其弱點(diǎn)（不適于長(zhǎng)期連續(xù)使用），充分發(fā)揮其特點(diǎn)（高精度，重復(fù)性好，可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件）。在這些領(lǐng)域，大多是根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特殊要求進(jìn)行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它們是儀表不進(jìn)行批量生產(chǎn)。