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涡轮流量计
液体涡轮流量计介绍
一、液体涡轮流量计概述
    液体涡轮流量计是叶轮式流量(流速)计的主要品种.叶轮式流量计还有风速计、水表等。
液体涡轮流量计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年即发布过第一个液体涡轮流量计专利,1914年的专利认为液体涡轮流量计的流量与频率有关。美国的第一台液体涡轮流量计是在1938年开发的,它用干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、国防、计量各部门中获得广泛应用。
    流量计中液体涡轮流量计、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性精确度最佳的产品而液体涡轮流量计又具有自己的特点,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。
    ABGLW系列涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计.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iCr18Ni9Ti  2Cr13及刚玉AI203,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。若与具有特殊功能的显示仪表配套.还可以进行定量控制、超量报警等.是流量计量和节能的理想仪表。
二、液体涡轮流量计工作原理
    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。


液体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。


   液体涡轮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枯性有关。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最下限时.仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象。结构相似的液体涡轮流量计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。

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。


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指导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、液体涡轮流量计特点    1).准确度高.一般可达1%R, 0.5%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极高的精确度.在贸易结算中是优先选用的流量计;
    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;
    3).可获得很高的频率信号(3~4kHz).信号分辨力强;
    4).范围度宽.中大口径可达1:20.小口径为1:10;
    5).结构紧凑轻巧安装维护方便流通能力大;
    6).适用高压测量,仪表表体上不必开孔.易制成高压型仪表;
    7)专用型传感器类型多.可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器.例如低温型、双向型、并下型.混砂专用型等;
    8).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。
四、基本参数与技术性能
仪表口径及连接方式 4、6、10、15、20、25、32、40采用螺纹连接
(15、20、25、32、40)50、65、80、100、125、150、200采用法兰连接
准确度等级 1、0.5
范围度 1:10;1:15;1:20
仪表材质 304不锈钢、316(L)、不锈钢等
被测介质温度(℃) -20~+120℃
环境条件 温度-10~+55℃、相对湿度5%~90%、大气压力86~106KPa
输出信号 传感器:脉冲频率信号、低电平≤0.8V 高电平≥8V
变送器:两线制4~20mADC电流信号
供电电源 传感器:+12VDC、+24VDC(可选)
变送器:+24VDC
现场显示型:仪表自带3.2V锂电池
信号传输线 STVPV3×0.3(三线制),2×0.3(二线制)
传输距离 ≤1000m
信号线接口 基本型:豪斯曼接头,防爆型:内螺纹M20×1.5
防爆等级 基本型:非防爆产品,防爆型:ExdIIBT6
防护等级 IP65
测量范围及工作压力
仪表口径 正常浏览范围 扩展流量范围 常规耐受压力 特制耐压等级
DN4 0.04~0.25 0.04~0.4 6.3 12、16、25
DN6 0.1~0.6 0.06~0.6 6.3 12、16、25
DN10 0.2~1.2 0.15~1.5 6.3 12、16、25
DN15 0.6~6 0.4~8 6.3、2.5(法兰) 4.0 6.3 12 16 25
DN20 0.8~8 0.45~9 6.3、2.5(法兰) 4.0 6.3 12 16 25
DN25 1~10 0.5~10 6.3、2.5(法兰) 4.0 6.3 12 16 25
DN32 1.5~15 0.8~15 6.3、2.5(法兰) 4.0 6.3 12 16 25
DN40 2~20 1~20 6.3、2.5(法兰) 4.0 6.3 12 16 25
DN50 4~40 2~40 2.5 4.0 6.3 12 16 25
DN65 7~70 4~70 2.5 4.0 6.3 12 16 25
DN80 10~100 5~100 2.5 4.0 6.3 12 16 25
DN100 20~200 10~200 2.5 4.0 6.3 12 16 25
DN125 25~250 13~250 1.6 2.5 4.0 6.3 12 16
DN150 30~300 15~300 1.6 2.5 4.0 6.3 12 16
DN200 8~800 40~800 1.6 2.5 4.0 6.3 12 16
仪表分类
第一种分类:按仪表功能分类,ABGLW系列液体涡轮流量计可分为2大类,即:
   涡轮流量传感器/变送器
智能一体化液体涡轮流量计
第二种分类:功能说明分类
   液体涡轮流量传感器/变送器
液体涡轮流量计本身不具备现场显示功能,仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号(4-20mA):仪表价格低廉,集成度高,体积小巧,特别适用于与二次显示仪,PLC,DCS等计算机控制系统配合使用。
   按照不同的输出信号,该类产品可分为ABGLW-C型和ABGLW-F型。
   ABGLW-C型传感器:12~24VDC供电,三线制脉冲输出,高电平≥8V,低电平≤0.8V;信号传输距离≤1000米;
   ABGLW-F型变送器:24VDC供电,二线制4~20mA输出,信号传输距离≤1000米。
液体涡轮流量计安装尺寸
传感器的安装方式根据规格不同采用螺纹或法兰连接,安装方式见图6、图7、图8安装尺寸见表4。




公称通径 L G D d 孔数
4 225 G1/2″      
6 225 G1/2″      
10 345 G1/2″      
15 75 G1″ Φ65 Φ14 4
20 80 G1″ Φ75 Φ14 4
25 100 G5/4″ Φ85 Φ14 4
32 140 G2″ Φ100 Φ14 4
40 140 G2″ Φ110 Φ18 4
50 150 G5/2″ Φ125 Φ18 4
65 170   Φ145 Φ18 4
80 200   Φ160 Φ18 8
100 220   Φ180 Φ18 8
125 250   Φ210 Φ25 8
150 300   Φ250 Φ25 8
200 360   Φ295 Φ23 12

液体涡轮流量计安装注意事项
    安装场所
    传感器应安装在便于维修,管道无振动、无强电磁干扰与热辐射影响的场所。涡轮流量计的典型安装管路系统如图g所示。图中各部分的配置可视被测对象情况定.并不一定全部都需要.涡轮流量计对管道内流速分布畸变及旋转流是敏感的进入传感器应为充分发展管流.因此要根据传感器上游侧阻流件类型配备必要的直管段或流动调整器如表5所示。若上游侧阻流件情况不明确一般推荐上游直管段长度不小于20D.下游直管段长度不小于5D如安装空间不能满足上述要求,可在阻流件与传感器之间安装流动调整器。传感器安装在室外时.应有避直射阳光和防雨淋的措施。

上流侧阻流件类型 单个90°瓦头 在同一平面上的两个90°弯头 在不同平面上的两个90°弯头 通信渐缩管 全开阀门 半开阀门 下游测长度
L/DN 20 25 40 15 20 50 5
 
连接管道的安装要求
    水平安装的传感器要求管道不应有目测可觉察的倾斜(一般在5°以内)垂直安装的传感器管道垂直度偏差亦应小于5°。
    需连续运行不能停流的场所应装旁通管和可靠的截止阀(见图9)测量时要确保旁通管无泄漏。
    在新铺设管道装传感器的位置先介入一段短管代替传感器待:“扫线”工作完毕确认管道内清扫干净后再正式接入传感器。由于忽视此项工作。扫线损坏传感器屡见不鲜。
    若流体含杂质.则应在传感器上游侧装过滤器对于不能停流的。应并联安装两套过滤器轮流清除杂质或选用自动清洗型过滤器。若被测液体含有气体则应在传感器上游侧装消气器。过滤器和消气器的排污口和消气口要通向安全的场所。
    若传感器安装位置处于管线的低点,为防止流体中杂质沉淀滞留,应在其后的管线装排放阀定期排放沉淀杂质。
被测流体若为易气化的液体,为防止发生气穴。影响测量精确度和使用期限传感器的出口端压力应高于公式5计算的最低压力Pmin

流量调节阀应装在传感器下游,上游侧的截止阀测量时应全开.且这些阀门都不得产生振动和向外泄漏。
对于可能产生逆向流的流程应加止回阀以防止流体反向流动。
传感器应与管道同心.密封垫圈不得凸入管路。液体传感器不应装在水平管线的最高点以免管线内聚集的气体《如停流时混入空气)停留在传感器处。不易排出而影像测量。
传感器前后管道应支撑牢靠,不产生振动。对易凝结流体要对传感器及其前后管道采取保温措施。

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