渦輪流量計的工作方式和分類方法

渦輪流量計的工作方式和分類方法

渦輪流量計的工作方式和原理：在管道中心安放一個渦輪、兩端由軸承支撐。當流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪克服磨擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定的流量范圍內，對一定的流體介質黏度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內*磁鐵產生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路，將脈沖信號轉換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。

渦輪流量計分類，可以按傳感器結構分，按被測介質分類，按流動方向分類，按信號檢測方式分類等

按傳感器結構分類

（1）軸向型（普通型），葉輪軸中心與管道軸線重合，是渦輪流量計的主導產品，有全系列產品（DN10~DN600）。

（2）切向型。葉輪軸與管道軸線垂直，流體流向葉片平面的沖角為90°，適用于小口徑，微流量測量。

（3）機械型。葉輪轉動直接或經磁耦合帶動機械計數機構，指示積算總量，測量度比電信號檢測的傳感器稍低，但其傳感器與顯示儀一體化，方便使用。

（4）井下型。適用于石油開采井下作業及采輸用，測量介質有泥漿及油氣流等，傳感器體積受限制，需耐高壓高溫及流體沖擊。

（5）自校正雙渦輪型。可用于天然氣等氣體流量的測量，傳感器由主、輔雙葉輪組成，可由兩渦輪轉速差自動校正流量特性的變化。

（6）廣黏度型。在波特型浮動轉子壓力平衡結構基礎上擴大上錐體與下錐體的直徑，增加黏度補償翼及承壓葉片等結構措施，使傳感器適用于高黏度液體（如重油，黏度達30mm²/s）。

（7）插入型。由測量頭、插入桿、插入機械、轉換器及儀表殼體等組成，結構簡單，重量輕。在大口徑時制造成本低。

按被測介質分類

（1）液體渦輪流量計

1）普通型。適用于測量低黏度（5mPa·s）液體體積流量，公稱通徑為DN10~DN600，度等級0.25~0.5（高度型為0.15），使用介質溫度為-20~120℃，壓力為6.3Mpa。

2）耐腐型。適用于腐蝕性流體，如稀硫酸、*等，一般只有小口徑產品（DN20~DN50）。

3）高溫型。適用于液體溫度在300℃以下，溫度受檢測線圈耐溫性能的限制。

4）低溫型。適用于液體溫度低至-250℃，可測液態氧、液態氮等流體。

5）高黏度型。適用于液體黏度70~400mPa·s,一般口徑越大，適用的黏度越高，同一臺傳感器測量的液體黏度越高，則流量下限值越高，范圍度縮小。

（2）氣體渦輪流量計

1）普通型，適用于潔凈氣體，公稱通徑DN15~DN350，流體溫度-20~120℃,壓力為2.5~10Mpa，度等級為1級。

2）燃氣性。適用于石油氣、人工燃氣、天然氣、液化石油氣等。可采用自動注油器潤滑保護軸承，避免雜質進入運動部件，延長使用壽命，結構大部分采用機械式就地指示裝置，并可用光纖技術輸出高分辨率的脈沖信號。公稱通徑DN25~DN600，流體溫度-10~60℃,壓力≤10Mpa，度等級為1級或0.5級

按信號檢測方式分類

（1）感應式。傳感器葉輪中嵌有永磁性材料。當葉輪和永磁材料旋轉時，磁場交替接近與遠離傳感器殼體外的檢測線圈，線圈的感應電動勢隨著變化，此周期變化的頻率信號經放大后輸出。

（2）變磁阻式。葉輪葉片或輪轂由導磁材料制成，傳感器殼體外檢測線圈中裝有水磁性材料。當葉輪旋轉時，經圈內永磁材料形成的磁路，因導磁性葉片交替接近或遠離，磁通產生周期性變化，線圈的等效阻抗亦隨著變化，在放大線路中產生連續的脈沖波。

（3）笛簧管（干簧管）式。嵌在葉輪（或與其同步的其他旋轉元件）里的永磁性材料周期地打開和閉合傳感器殼體外笛管的簧片觸電，這種開關作用使恒流（或恒壓）源產生電脈沖信號。

（4）光電式。葉輪葉片或葉輪驅動的元件隨著葉輪旋轉，周期性地遮斷光束，所產生的光脈沖信號轉換成電脈沖信號，近年出現光纖傳輸方式，有效地提高抗干擾性能。

按流動方向分類

（1）單向型。只允許流體從一個方向流入傳感器，在有回流可能的場合要裝止回閥。

（2）雙向型。允許流體從正反兩個方向流入傳感器，有兩個信號檢測器，流量顯示儀表能鑒別信號的相位。累積量用“加”或“減”來處理“正”或“反”兩個方向來流的總量。例如潛水艇用的渦輪流量計。

按傳感器與管道連接方式分類

（1）法蘭連接型。傳感器以法蘭形式與管道連接。定型產品法蘭按國家標準。壓力限于6.3Mpa以下。

（2）螺紋連接型。傳感器以螺紋方式與管道連接。螺紋有密封型管螺紋和非密封型管螺紋兩種，可承受高壓，但不適用于較大口徑。

（3）夾裝型。傳感器本身無法蘭，靠管道上法蘭夾持住傳感器的兩密封端面，安裝方便，便不適用于較高壓力和較大口徑。

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