一文弄懂涡轮流量计原理和分类

2023/5/9 13:10:03 人评论 次浏览 分类:流量测量  文章地址://www.e-cumulus.com/tech/4855.html

涡轮流量计是重要的速度式流量计,因为具有维修方便、流通能力大、价格较便宜等特点,已被广泛用来测量石油类、有机液体、天然气等。

涡轮流量计原理

当被测流体冲击涡轮叶片时导致涡轮叶片旋转,旋转的速度随流量的变化而变化,再经磁电转换装置,就可以把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲信号,经放大电路放大后,送入微处理器进行处理,然后再送入显示模块进行显示。在一定的流量范围内,涡轮叶片的转速与流体的平均流速成正比,通过所得到的电脉冲信号的个数,可以计算出流量。根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数可以计算出被测流体的瞬时流量和累积流量。

涡轮流量计

轮流量计种类

涡轮流量计的分类方式有很多,包括按传感器结构分类、按被测介质分类、按信号检测方式分类、按流动方向分类、按传感器与管道连接方式分类等。

1、涡轮流量计按传感器结构分类

①轴向型(普通型)涡轮流量计:叶轮轴中心与管道轴线重合,大部分涡轮流量计都采用轴向型。
②切向型涡轮流量计:叶轮轴与管道轴线垂直,流体流向叶片平面的冲角约为90°,适用于小口径微流量测量,在大口径流量测量时也用到了插入式的切向型涡轮流量计。
③机械型涡轮流量计:叶轮的转动直接或经磁耦合带动机械计数机构,指示积算总量,测量精度比电信号检测的传感器稍低,传感器与显示装置是一体式的。
④井下专用型涡轮流量计:适用于石油开采井下作业,测量介质有泥浆及油气流等,传感器体积受限制,需耐高压、高温及流体冲击等。
⑤自校正双涡轮型涡轮流量计:可用于天然气等气体流量测量,传感器由主、辅双叶轮组成,可由两叶轮的转速差自动校正流量特性的变化。
⑥广黏度型涡轮流量计:在波特型浮动转子压力平衡结构基础上扩大上锥体与下锥体的直径,增加黏度补偿翼及承压叶片等结构措施,使传感器适用于高黏度液体。
⑦插入型涡轮流量计:插入型流量传感器由测量头、插入杆、插入机构、转换器及仪表表体等部分组成。

2、涡轮流量计按被测介质分类

①液体涡轮流量计
a、普通型涡轮流量计:适用于测量低黏度(≤5mPa·s)液体。
b、耐腐型涡轮流量计:适用于测量腐蚀性流体,如稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸等。
c、高温型涡轮流量计:被测液体温度在300℃以下,温度受检测线圈耐温性能的限制。
d、低温型涡轮流量计:被测液体可低至-250℃,应用于液态氧、液态氮等的测量。
e、高黏度型涡轮流量计:适应液体黏度达70~400mPa·s,通常口径愈大黏度可愈高,同一台传感器,当流体黏度增大时会使线性流量的下限值提高,而范围度缩小。
②气体涡轮流量计
a、普通型涡轮流量计:测量洁净气体的流量。
b、燃气型涡轮流量计:适用于测量石油气、人工燃气、天然气及液化石油气等,可采取自动注油器润滑保护轴承,避免杂质进入运动部件,提高使用期限。
③按信号检测方式分类
a、感应式涡轮流量计:涡轮流量计传感器叶轮中嵌有永磁材料,当叶轮旋转时磁场交替接近或远离传感器壳体外的检测线圈,线圈里的感应电动势随之变化,此周期变化的频率信号经放大输出。
b、变磁阻式涡轮流量计:涡轮流量计的叶轮或轮箍由导磁材料制成,传感器壳体外检测线圈中装有永磁材料,当叶轮旋转时,线圈中的永磁材料形成的磁路因导磁叶片交替接近或远离,磁通发生周期性变化,线圈的等效阻抗亦随着变化,在放大电路中产生连续的脉冲波。
c、笛簧管(干簧管)式涡轮流量计:嵌在叶轮或与其同步的其他旋转元件里的水磁材料周期性地打开或闭合传感器壳体外笛簧管的簧片触点,作用是使恒流或恒压源产生电脉冲信号。
d、光电式涡轮流量计:叶轮叶片或叶轮驱动的元件随着叶轮旋转,周期性地遮断光束,产生的光脉冲信号转换成电脉冲信号。此外还有光纤传输方式,可以有效地提高抗干扰能力。

3、按流动方向分类

①单向型涡轮流量计:只允许流体从一个方向流入传感器,有回流可能的场所,需加装止回阀。
②双向型涡轮流量计:传感器允许流体从正反两个方向流入,至少有两个信号检测器,流量积算仪能鉴别信号的相位。累积量采用“加”或“减”来处理正反两个方向来流的总量。

4、按传感器与管道连接方式分类

①法兰连接型涡轮流量计:传感器以法兰方式与管道连接。
②螺纹连接型涡轮流量计:传感器以螺纹方式与管道连接。
③夹装型涡轮流量计:传感器本身无法兰,靠管道上法兰夹持住传感器的两密封端面。

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