渦輪流量傳感器的工作原理

渦輪流量計(jì)有一個(gè)渦輪，在使用時(shí)需安裝在流體管道中，兩端由軸承支撐。當(dāng)流體經(jīng)過(guò)渦輪時(shí)，流體沖擊渦輪葉片，帶動(dòng)渦輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)。其渦輪流量計(jì)的測(cè)量?jī)x，再通過(guò)渦輪葉片的角速度間接的測(cè)量流量其利用的方法是葉片的角速度與流體速度是成正比的。

其角速度是通過(guò)裝在機(jī)殼的傳感線圈檢測(cè)出來(lái)的，當(dāng)渦輪葉片切割機(jī)殼內(nèi)的磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會(huì)改變傳感線圈磁通量的變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入到測(cè)量?jī)x的放大器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形。

產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào)，送入單位換算與流量計(jì)積算電路得到并顯示累積流量值；同時(shí)也將脈沖信號(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)。

此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比，流量方程為：Q=3600×f/k式中：

f——脈沖頻率[Hz]；

k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m3]，由校驗(yàn)單給出。若以[1/L]為單位Q=3.6×f/k

Q——流體的瞬時(shí)流量（工作狀態(tài)下）[m3/h]；

3600——換算系數(shù)。

每臺(tái)傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫(xiě)在檢定證書(shū)中，k值設(shè)入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。

渦輪流量傳感器的安裝要求

流量計(jì)可水平或垂直安裝，垂直安裝時(shí)流體流動(dòng)方向應(yīng)從下向上，液體必須充滿管道，不得有氣泡；液體流動(dòng)方向要與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向一致；傳感器前后直管段要求，上游端至少應(yīng)有10倍公稱通徑長(zhǎng)度的直管段，下游端應(yīng)不少于5倍公稱通徑的直管段，其內(nèi)壁應(yīng)光滑清潔，無(wú)凹痕、積垢和起皮等缺陷。

傳感器的管道軸心應(yīng)與相鄰管道軸心對(duì)準(zhǔn)，連接密封用的墊圈不得深入管道內(nèi)腔；傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)，必要時(shí)應(yīng)采取有效的屏蔽措施，以避免外來(lái)干擾。為了檢修時(shí)不致影響液體的正常輸送，建議在傳感器的安裝處，安裝旁通管道。

傳感器露天安裝時(shí)，請(qǐng)做好放大器及表頭的防水處理。當(dāng)流體中含有雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)加裝過(guò)濾器，過(guò)濾器網(wǎng)目根據(jù)流量雜質(zhì)情況而定，一般為20～60目。當(dāng)流體中混有游離氣體時(shí)，應(yīng)加裝消氣器。整個(gè)管道系統(tǒng)都應(yīng)良好密封。用戶應(yīng)充分了解被測(cè)介質(zhì)的腐蝕情況，嚴(yán)防傳感器受腐蝕。

渦輪流量傳感器的使用維護(hù)方法

1、使用時(shí)，應(yīng)保持被測(cè)液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。

2、傳感器在開(kāi)始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿液體，然后再開(kāi)啟出口閥門（閥門應(yīng)安裝在流量計(jì)后端），嚴(yán)禁傳感器處于無(wú)液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊。

3、傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請(qǐng)注意勿損傷測(cè)量腔內(nèi)的零件，特別是葉輪。裝配時(shí)請(qǐng)看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。

4、傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，吹干后且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，然后置于干燥處保存。

5、配用的過(guò)濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)應(yīng)清洗內(nèi)部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。

6、在傳感器安裝前，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉(zhuǎn)觀察有無(wú)顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無(wú)顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。

渦輪流量傳感器信號(hào)輸出的距離限制。信號(hào)的傳輸距離，取決于信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力、傳輸線路的抗*力。

1、脈沖信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力一般為10mA，因此，線路的電阻值，對(duì)信號(hào)的傳輸距離影響很大。信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)，其驅(qū)動(dòng)能力一般要保持在7mA左右，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，脈沖信號(hào)大約在100米左右。

2、電流信號(hào)，同樣取決于線路電阻的大小，線路電阻加上250Ω的采樣電阻，其電壓降不能超過(guò)(24-13)V，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，電流信號(hào)的傳輸在500米-1000米之間。

3、485信號(hào)的傳輸，同樣受線路電阻的影響，同時(shí)還要有合適的波特率，如果要增加傳輸距離，應(yīng)降低傳輸速率，即降低波特率。485的傳輸距離的理論值是1200米，一般適用于1200的波特率。提高波特率會(huì)降低傳輸距離。