液體渦輪流量計

液體渦輪流量計概述

渦輪流量計是速度式流量儀表中的一種☁₪，也叫葉輪式流量計☁₪，以動量矩守恆原理為基礎₪₪│。

渦輪流量計的結構見圖☁₪，流體在管道中流動時衝擊渦輪葉片☁₪，使渦輪旋轉☁₪，渦輪的旋轉速度隨流量的變化而變化☁₪，最後從渦輪的轉數求算出流量值☁₪，在二次儀表上進行計數和顯示☁₪，可反映出瞬時流量和累積流量（或稱總量）☁₪，也可轉換成標準訊號進行遠傳₪₪│。此外☁₪，感測器輸出的脈衝頻率訊號可以單獨與計算機配套使用☁₪，由計算機代替流量顯示儀表實現密度或溫度☁╃◕◕◕、壓力補償☁₪，顯示流體體積流量或質量流量₪₪│。是目前流量儀表中比較成熟的高準確度儀表之一₪₪│。

液體渦輪流量計部件組成

通常渦輪流量計由整流器☁╃◕◕◕、儀表管段☁╃◕◕◕、感測器和前置放大器構成₪₪│。

整流器是為了消除或減少流動中的漩渦流☁╃◕◕◕、偏心流等各種非軸對稱流和脈動流而設置於流量計前端管道中的裝置₪₪│。

儀表管段是指包括整流器☁╃◕◕◕、上下游直管段以及流量計在內的配管部分₪₪│。

感測器是把轉子的轉動轉換成電訊號的裝置₪₪│。通常把渦輪流量計中感知流體流速的渦輪及其組合（包括前後導流架☁╃◕◕◕、軸承☁╃◕◕◕、殼體及前置放大器）統稱為渦輪流量感測器₪₪│。

前置放大器是為了傳送感測器的電訊號而對其進行放大☁╃◕◕◕、整形☁₪，從而得到輸出訊號的裝置₪₪│。將輸出訊號的訊號處理☁╃◕◕◕、轉換部分稱為二次儀表或顯示儀表₪₪│。

液體渦輪流量計工作原理

流體透過感測器殼體時☁₪，由於葉輪的葉片與流向有一定的角度☁₪，流體的衝力使葉片具有轉動力矩☁₪，克服摩擦力矩和流體阻力之後葉片旋轉☁₪，在力矩平衡後轉速穩定☁₪，在一定的條件下☁₪，轉速與流速成正比☁₪，由於葉片有導磁性☁₪，它處於訊號檢測器（由永久磁鋼和線圈組成）的磁場中☁₪，旋轉的葉片切割磁力線☁₪，週期性的改變著線圈的磁通量☁₪，從而使線圈兩端感應出電脈衝訊號☁₪，此訊號經過放大器的放大整形☁₪，形成有一定幅度的連續的矩形脈衝波☁₪，可傳至顯示儀表☁₪，顯示出流體的瞬時流量或累積流量₪₪│。

在一定的流量範圍內☁₪，脈衝頻率 f 與流經感測器的流體的瞬時流量 Q 成正比☁₪，流量方程為☁╃▩│◕： 

式中 qv —— 流體的瞬時流量（工作狀態下）m3/h ；

f —— 脈衝頻率☁₪，Hz； 

K —— 感測器的儀表係數 m-3 ☁₪，由校驗單給出₪₪│。 

每臺感測器的儀表係數由我公司填寫在檢定證書中☁₪，K 值設入配套的顯示儀表中☁₪，便可顯示出瞬時流量和累積總量₪₪│。

液體渦輪流量計產品特點與材質

本公司產品的各項零部件均採用高精度的數控機床加工成型☁₪，具有一致性好☁₪，產品質量穩定☁₪，各項指標均優於同類國標要求₪₪│。

感測器閥體採用國標 304 不鏽鋼製作☁₪，法蘭採用 HG20593-2009☁╃◕◕◕、PN16 標準；

前後導向支架選用 304 不鏽鋼精密鑄造成型☁₪，表面光潔度高☁₪，對流體透過時阻力小☁₪，與閥體緊密配合☁₪，在大流量透過時無噪聲₪₪│。

軸承選用高品質硬質合金軸承☁₪，耐磨蝕☁╃◕◕◕、耐腐蝕☁╃◕◕◕、壽命高₪₪│。

葉輪選用高導磁不鏽鋼材料☁₪，整體式設計☁₪，經過高精密加工中心的一道道精雕細琢☁₪，品質優良☁₪，從而保證了整機的效能要求₪₪│。

二次儀表選用國內知名廠家的產品☁₪，以確保整機在使用中的穩定性和精準性₪₪│。

液體渦輪流量計適用場合

我公司研製生產的 LWGY 型渦輪流量計是在吸收國內外流量儀表的先進技術並結合實際使用情況加以最佳化設計而成的新一代渦輪流量計☁₪，廣泛應用於測量封閉管道中與不鏽鋼 1Cr18Ni9Ti☁╃◕◕◕、2Gr13☁╃◕◕◕、剛玉 Al2O3和硬質合金不起腐蝕作用☁₪，且無纖維☁╃◕◕◕、顆粒等雜質☁₪，工作溫度下運動粘度小於 5*10-6m2/s 的液體☁₪，對於運動粘度大於 5*10-6m2/s 的液體☁₪，可對流量計進行實液標定後使用₪₪│。若與具有特殊功能的顯示儀表配套☁₪，還可以實現定量控制☁╃◕◕◕、超量報警等功能☁₪，是流量計量和節能的理想儀表₪₪│。與相應的流量積算儀表☁╃◕◕◕、現場顯示錶等配套可用於測量液體的流量和總量₪₪│。它被廣泛用於石油☁╃◕◕◕、化工☁╃◕◕◕、冶金☁╃◕◕◕、科研☁╃◕◕◕、國防☁╃◕◕◕、計量等領域的計量☁╃◕◕◕、控制系統₪₪│。

如使用者需用特殊形式的感測器☁₪，可協商訂貨☁₪，需防爆型感測器時☁₪，在訂貨中加以說明₪₪│。

液體渦輪流量計規格代號與儀表引數

1 規格代號的表示方法 

LWGY 型渦輪流量感測器型號和規格代號表☁╃▩│◕：

2 儀表引數 

感測器的公稱通徑☁╃◕◕◕、流量範圍☁╃◕◕◕、流體溫度☁╃◕◕◕、公稱壓力☁╃◕◕◕、環境溫度☁╃◕◕◕、相對溼度☁╃◕◕◕、最大壓力損失表☁╃▩│◕：

液體渦輪流量計產品特點

本公司生產的渦輪流量計主要有以下特點☁╃▩│◕： 

1 優點

①準確度高₪₪│。渦輪流量計的測量精度一般為±0.25%R～±0.5%R☁₪，高精度型可達±0.15%R₪₪│。線上性流量範圍內☁₪，即使流量有所變化也不會降低累積準確度₪₪│。

②測量範圍寬₪₪│。最大和最小線性流量比通常為 6:1～10:1☁₪，有的大口徑流量計甚至可達 40:1☁₪，故適宜流量大幅度變化的場合₪₪│。

③重複性好₪₪│。短期重複性可達 0.05%～0.2%☁₪，由於具有良好的重複性☁₪，因此在貿易結算中是優先選用的流量計₪₪│。

④壓力損失小₪₪│。流通能力大（同樣口徑可透過的流量大）₪₪│。

⑤耐高壓₪₪│。由於外形簡單並且採用磁電感應結構☁₪，儀表殼體上無需開孔☁₪，容易實現耐高壓設計☁₪，可用於高壓液流的測量₪₪│。

⑥數字訊號輸出₪₪│。感測器輸出的是與流量成正比的脈衝頻率訊號（即數字訊號）☁₪，易於遠傳☁₪，因此適用於總量及瞬時流量的計量與控制☁₪，訊號的抗干擾能力也較強₪₪│。獲得的訊號頻率高☁₪，訊號解析度強₪₪│。

⑦安裝維修方便₪₪│。結構簡單輕巧☁₪，安裝維護方便₪₪│。因為無滯留部分☁₪，內部清洗簡單₪₪│。如發生故障☁₪，並不影響管道內流體的輸送₪₪│。

⑧適用範圍廣₪₪│。基本上為圓筒形設計☁₪，容易適應高溫☁╃◕◕◕、高壓的要求和低溫流體的測量；

⑨耐腐蝕₪₪│。感測器採用國標不鏽鋼抗腐蝕材料製作☁₪，耐腐蝕效能好₪₪│。

2 侷限性

①不能長期保持校準特性☁₪，需定期校驗₪₪│。對於貿易儲運等有高準確度測量要求的☁₪，最好配備現場校驗裝置☁₪，可定期校驗以保持其特性₪₪│。

②不太適宜高黏度型介質₪₪│。對黏度變化反應敏感₪₪│。介質黏度增大使流量計測量下限值提高☁₪，範圍度縮小☁₪，線性度變差₪₪│。

③儀表受來流流速分佈畸變和旋轉流影響較大☁₪，感測器上下游所需直管段較長☁₪，如安裝空間受限制☁₪，可加裝流動調製器（整流器）以縮短直管段長度₪₪│。

④對被測介質清潔度要求較高₪₪│。

液體渦輪流量計外形尺寸引數

液體渦輪流量計安裝方法

渦輪流量感測器的安裝佈置簡圖如圖₪₪│。

渦輪流量計在出廠時將流量感測器☁╃◕◕◕、檢測部件☁╃◕◕◕、流量顯示儀表等元件分開包裝☁₪，在現場安裝的步驟如下☁╃▩│◕：

①檢查感測器☁╃◕◕◕、檢測部件☁╃◕◕◕、流量顯示儀表的出廠編號（或儀表係數）是否一致☁₪，切不可將不同出廠編號（或儀表係數）的元件混合安裝☁₪，以免影響測量準確度₪₪│。

②按安裝要求將感測器元件裝在管路上₪₪│。

③用螺紋連線方式將檢測部件固定在感測器元件上₪₪│。

④在感測器殼體上安裝流量顯示儀表元件（整體安裝）☁₪，或將流量顯示儀表安裝在感測器附件的管路上₪₪│。

液體渦輪流量計的安裝

1.在安裝渦輪流量感測器時☁₪，必須保證滿管安裝☁₪，即管道中充滿流體₪₪│。否則流量測量會受到影響☁₪，導致測量誤差₪₪│。水平安裝時如圖示意安裝☁₪，垂直時如圖示意安裝₪₪│。

2.若流量感測器安裝位置位於管線的低點☁₪，為防止流體中雜質沉澱滯留☁₪，應在其後的管線安裝排放閥☁₪，定期排放沉澱雜質₪₪│。

3.流量計一般水平安裝☁₪，要垂直安裝時需在訂貨時說明₪₪│。

4.流量感測器不應裝在水平管線的最高點☁₪，以免管線內聚集的氣體（如停流時混入空氣）停留在流量感測器處不易排出而影響測量₪₪│。正確安裝參見圖的方式₪₪│。

5.感測器的安裝方式根據規格不同☁₪，採用螺紋或者法蘭安裝₪₪│。嚴禁在流量計殼體上進行焊接₪₪│。焊接時必須將流量計拆離管線₪₪│。

6.安裝流量計前應將管道內的雜物☁╃◕◕◕、焊渣☁╃◕◕◕、粉塵清理乾淨₪₪│。

7.在需要連續執行不能停流的場合☁₪，為了檢修時不致影響流體的正常輸送☁₪，建議在流量感測器的安裝處☁₪，按圖設定旁通管路和可靠的截止閥☁₪，測量時應保證旁通管路無洩漏₪₪│。

8.流量計安裝時☁₪，其上☁╃◕◕◕、下游應根據使用說明書的要求配置相應長度的直管段₪₪│。感測器上游端至少有 20 倍公稱通徑長度的直管段☁₪，下游端應不少於 5 倍公稱通徑長度的直管段₪₪│。

9.為保證流量計的使用壽命☁₪，必須安裝過濾器₪₪│。對於不能停流的☁₪，應並聯安裝兩套過濾器☁₪，輪流清除雜質☁₪，或選用自動清洗型過濾器₪₪│。

10.安裝時注意流體方向☁₪，不得反向安裝₪₪│。

11.需要安裝流量調節閥的場合☁₪，調節閥應安裝在流量計的下游處☁₪，以減少來自上游的流量干擾☁₪，利於流量的調節穩定₪₪│。上游側的截止閥測量時應全開☁₪，且這些閥門都不得產生振動和向外洩漏₪₪│。壓力錶可裝在上下游進出口處☁₪，溫度計應裝在下游 5DN 處₪₪│。對於可能產生逆向流的管線應加裝止回閥以防止流體反向流動₪₪│。

12.流量感測器露天安裝時☁₪，請做好遮陽和防雨淋措施₪₪│。

13.流量計外殼設有接地端子☁₪，應可靠接地☁₪，但不得與強電系統地線共用₪₪│。

14.現場安裝☁╃◕◕◕、維護必須遵守“有爆炸性氣體時勿開蓋”的警告語☁₪，並在開蓋前關掉外電源₪₪│。

15.拆裝流量計時☁₪，對磁感應部分不能碰撞₪₪│。

16.投入執行前先進行儀表係數的設定₪₪│。仔細檢查☁₪，確保儀表接線無誤☁₪，接地良好☁₪，方可送電₪₪│。

17.渦輪流量計所安裝的管道不得對其施加任何應力₪₪│。

18.進行管道耐壓試驗時☁₪，渦輪流量計不得安裝在管道上₪₪│。

19.流量計顯示儀表應可以轉動一定角度₪₪│。

液體渦輪流量計連線管道的安裝

流量計連線管道的安裝情況對流量計的測量準確度影響很大₪₪│。

安裝配管的要求☁╃▩│◕：

①流速分佈不均和管內二次流的存在是影響渦輪流量計測量準確度的重要因素₪₪│。渦輪流量計對上☁╃◕◕◕、下游直管段有一定要求₪₪│。在工業測量上☁₪，一般要求上游 20D☁₪，下游 5D 的直管長度₪₪│。為消除二次流動☁₪，最好在上游端加裝整流器₪₪│。這樣可使流量計的測量準確度達到標定時的準確度等級₪₪│。

②保證透過流量計的液體是單相流☁₪，即不能混有空氣或者蒸氣☁₪，如有則需加裝消氣器₪₪│。對於易氣化的液體☁₪，在流量計下游必須保證一定背壓₪₪│。該背壓的大小可取最大流量下流量感測器壓降的二倍加上最高溫度下被測液體蒸氣壓的 1.2 倍₪₪│。

③管道內安裝過濾器保證流體的清潔₪₪│。

④消氣器和過濾器的消氣口和排汙口要通向安全的場所₪₪│。

⑤與流量計相連線的前後管道的內徑應與流量計口徑一致₪₪│。管道和流量計連線處不許有凸出物伸入管道內,以免改變通道截面和流量計進口流場分佈☁₪，並要求管道中心河流量計中心一致₪₪│。流量計上游直管段長度 L 與管道內徑 D 的比值應滿足式 6-1 的要求☁╃▩│◕：

式中

K—漩渦速度比☁₪，取決於流量計上游區域性阻流件的型別；

f—管道內壁摩擦係數☁₪，流動處於紊流狀態時一般可取 0.0175₪₪│。

K 值與上游直管段長度見表 6-1☁╃▩│◕：

若上游區域性阻流件狀況不明確☁₪，一般推薦上游直管段長度應不小於 20D☁₪，下游直管段長度不小於5D₪₪│。當上遊直管段不能滿足要求時☁₪，應在流量計和阻流件之間安裝流動調整器₪₪│。

液體渦輪流量計的使用

渦輪流量計最適合用於測量潔淨的☁╃◕◕◕、低黏度的單相流體☁₪，如水☁╃◕◕◕、輕油☁╃◕◕◕、石油溶劑☁╃◕◕◕、酸☁╃◕◕◕、鹼☁╃◕◕◕、液氧☁╃◕◕◕、液 氮☁╃◕◕◕、液氫等相關液體₪₪│。請按以下要求正確使用渦輪流量計以延長使用壽命☁₪，降低維護費用₪₪│。

1☁╃◕◕◕、使用前請檢查所用流量計的流量範圍與實際工作的流量範圍是否吻合₪₪│。即使用時的最小流量不得低於該口徑允許測量的最小流量☁₪，使用時的最大流量不得高於該口徑允許測量的最大流量₪₪│。從測量準確度和使用壽命兩方面考慮☁₪，一般認為在斷續使用的情況下（日執行 8 小時以下）☁₪，按實際使用時的最大流量的 1.3 倍選擇感測器口徑；連續使用的場合（日均大於 8 小時）☁₪，按實際使用時的最大流量的 1.4 倍選擇感測器口徑；在惡劣工況條件下使用（如易汽化的液體☁╃◕◕◕、含微小顆粒的液體等）☁₪，則使用時的最大流量應該為該口徑允測最大流量的 40%₪₪│。如果感測器口徑與流程管道通徑不一致時☁₪，則應以異徑接管和等徑直管改裝管道₪₪│。

一般情況下☁₪，感測器流量範圍下限附近誤差稍大☁₪，通常將實際最小流量的 0.8 倍作為選用感測器流量範圍下限值☁₪，並保證有一定的餘量₪₪│。

2☁╃◕◕◕、使用前應檢查渦輪流量計上游管道內是否清潔☁₪，特別要注意管道內的異物☁₪，如焊渣等₪₪│。

3☁╃◕◕◕、渦輪流量計投入執行時☁₪，對未安裝旁路管道的流量感測器☁₪，應先以中等開度開啟流量計上游閥☁₪，然後緩慢開啟下游閥₪₪│。以較小的流量執行一段時間（約 10 分鐘）☁₪，然後全開上游閥☁₪，再開大下游閥開度☁₪，調節到所需正常流量₪₪│。

4☁╃◕◕◕、對於安裝了旁通管路的流量計☁₪，先全開旁通管路閥門☁₪，先以中等開度開啟流量計上游閥☁₪，再緩慢開啟下游閥☁₪，關小旁通閥開度☁₪，使儀表以較小的流量執行一段時間₪₪│。然後全開上游閥☁₪，全關旁路閥（必須保證旁路閥無洩漏）☁₪，最後調節下游閥開度到所需的流量₪₪│。

5☁╃◕◕◕、對於低溫和高溫流體☁₪，在流通前要排淨管道中的水分☁₪，流通時先以很小流量執行 15 分鐘☁₪，再逐漸上升到正常流量₪₪│。停流時也要緩慢進行☁₪，使管道溫度和環境溫度逐漸接近₪₪│。

6☁╃◕◕◕、啟閉閥門應儘可能平緩☁₪，如採用自動控制閥門的啟閉☁₪，最好採用“兩段開啟☁₪，兩段關閉”的方式☁₪，以防止流體突然衝擊葉輪甚至發生水錘現象損壞葉輪₪₪│。

7☁╃◕◕◕、當管道壓力不高時☁₪，應檢查流量計下游壓力₪₪│。一般在投入執行初期☁₪，觀察最大流量時流量計下游的壓力是否大於 Pmin☁₪，以防止產生氣穴₪₪│。其中☁╃▩│◕：

Pmin = 2△P+1.25Pv

式中

△P—流量計最大流量時的壓力損失；

Pv—被測流體最高使用溫度時的蒸氣壓₪₪│。

8☁╃◕◕◕、正確使用流量計的儀表係數₪₪│。渦輪流量計的儀表係數 K 由我公司填寫在給客戶的合格證上☁₪，謹防丟失₪₪│。渦輪流量計長期使用後因軸承磨損等原因☁₪，儀表係數 K 會發生變化☁₪，應定期現場或離線檢定₪₪│。若測量誤差超過範圍☁₪，應及時調換感測器☁₪，並按新的儀表係數重新設定顯示儀表₪₪│。

9☁╃◕◕◕、要定期清掃管線☁₪，清管時所有流體的流向☁╃◕◕◕、流量☁╃◕◕◕、壓力☁╃◕◕◕、溫度等均應符合渦輪流量計的規定₪₪│。

10☁╃◕◕◕、選型應在規定的流量範圍內☁₪，防止超速執行☁₪，以獲得理想的準確度和保證正常使用壽命₪₪│。禁止超流量長時間運轉☁₪，否則會損壞機芯₪₪│。

11☁╃◕◕◕、流量計在執行時不允許開啟後蓋或更動內部有關引數☁₪，不得隨意鬆開流量計的固定部分☁₪，否則會影響流量計的正常執行₪₪│。如要開啟後蓋☁₪，請在開蓋前關掉外電源₪₪│。

12☁╃◕◕◕、保證過濾器的通暢₪₪│。過濾器若被雜物堵塞☁₪，流量計入口☁╃◕◕◕、出口處的壓力錶讀數差將增大☁₪，需及時清除☁₪，不然堵塞會嚴重降低流量₪₪│。定期排放消氣器中從液體逸出的氣體₪₪│。流量計從管道上拆下暫時不用時☁₪，應用輕質油清洗乾淨☁₪，並在兩端加蓋防護☁₪，以防鏽蝕或雜質進入儀表內部₪₪│。

13☁╃◕◕◕、在多雨雪季節☁₪，應對流量計的顯示儀表進行保護₪₪│。

14☁╃◕◕◕、定期檢查維護流量計和其外接輔助裝置☁₪，一旦發現異常及時採取措施排除☁₪，以保證整套儀表正常工作₪₪│。

15☁╃◕◕◕、應加強對現場操作人員的技能培訓☁₪，降低人為對流量計的損壞₪₪│。