| 一． 渦輪變送器的工作原理 渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。
被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉(zhuǎn)速也大，再經(jīng)磁電轉(zhuǎn)換裝置把渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的電脈沖，經(jīng)前置放大器放大后，送入顯示儀表進(jìn)行計數(shù)和顯示，根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和累計脈沖數(shù)即可求出瞬時流量和累積流量。
渦輪變送器的工作原理是當(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動，并沖擊渦輪葉片時，便有與流量qv 、流速V和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉(zhuǎn)。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。
渦輪變送器輸出的脈沖信號，經(jīng)前置于放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實現(xiàn)流量的測量。
二。 渦輪流量計的選型 （1）流量計本體選區(qū)用316不銹鋼材料以防腐，如是防爆區(qū)還必須是防爆結(jié)果。
（2）軸承一般有炭化鎢，聚四氟乙烯，碳石墨三種規(guī)格：碳化鎢的精度zui高，它作為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)件；聚四氟乙烯，碳石墨能防腐，一般在化工場所優(yōu)先考慮。軸承的壽命流速的平方成正反比，故流速的在zui大流速的1/3速度比較好。
（3）感應(yīng)探頭是檢測轉(zhuǎn)動體的運動并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號，它電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號的頻率范圍隨測量的流量大小成線性變化，典型的范圍為10:1，25:1
和100:1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻一般小于2000Ω，大于該值可能損壞。
a.技術(shù)性能：表1
儀表口徑及連接方式
| 4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接
| （15、20、25、32、40）50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接
| 精度等級
| ±1%R、±0.5%R
| 量程比
| 1:10；1:15；1:20
| 儀表材質(zhì)
| 304不銹鋼、316（L）不銹鋼等
| 被測介質(zhì)溫度（℃）
| -20～＋120℃
| 環(huán)境條件
| 溫度－10～+55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106Kpa
| 輸出信號
| 脈沖頻率信號，低電平≤0.8V 高電平≥8V
| 供電電源
| +12VDC 、+24VDC（可選）
| 信號傳輸線
| STVPV3×0.3（三線制）
| 傳輸距離
| ≤1000m
| 信號線接口
| 豪斯曼接頭
| 防爆等級
| 非防爆產(chǎn)品
| 防護(hù)等級
| IP65
| b.渦輪流量計選型測量范圍及工作壓力：表2
儀表口徑（mm）
| 正常流量范圍（m3/h）
| 擴展流量范圍（m3/h）
| 常規(guī)耐受壓力（MPa）
| 特制耐壓等級（MPa）（法蘭連接方式）
| DN 4
| 0.04～0.25
| 0.04～0.4
| 6.3
| 12、16、25
| DN 6
| 0.1～0.6
| 0.06～0.6
| 6.3
| 12、16、25
| DN 10
| 0.2～1.2
| 0.15～1.5
| 6.3
| 12、16、25
| DN 15
| 0.6～6
| 0.4～8
| 6.3、2.5（法蘭）
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 20
| 0.8～8
| 0.45～9
| 6.3、2.5（法蘭）
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 25
| 1～10
| 0.5～10
| 6.3、2.5（法蘭）
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 32
| 1.5～15
| 0.8～15
| 6.3、2.5（法蘭）
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 40
| 2～20
| 1～20
| 6.3、2.5（法蘭）
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 50
| 4～40
| 2～40
| 2.5
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 65
| 7～70
| 4～70
| 2.5
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 80
| 10～100
| 5～100
| 2.5
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 100
| 20～200
| 10～200
| 2.5
| 4.0、6.3、12、16、25
| DN 125
| 25～250
| 13～250
| 1.6
| 2.5、4.0、6.3、12、16
| DN 150
| 30～300
| 15～300
| 1.6
| 2.5、4.0、6.3、12、16
| DN 2, 00
| 80～800
| 40～800
| 1.6
| 2.5、4.0、6.3、12、16
|
c、儀表選型
表3
型 號
| 說 明
| LWGY─
| □
| /□
| /□
| /□
| /□
| /□
| /□
| 公
稱
通
徑
| 4
|
|
|
|
|
|
| 4mm，標(biāo)準(zhǔn)量程0.04～0.25m3/h，寬量程為0.04～0.4m3/h
| 6
| 6mm，標(biāo)準(zhǔn)量程0.1～0.6m3/h，寬量輪為0.06～0.6m3/h
| 10
| 10mm，標(biāo)準(zhǔn)量程0.2～1.2m3/h，寬量程為0.15～1.5m3/h
| 15
| 15mm，標(biāo)準(zhǔn)量程0.6～6m3/h寬量程為0.4～8m3/h
| 20
| 20mm，標(biāo)準(zhǔn)量程0.8～8m3/h，寬量程為0.4～8m3/h
| 25
| 25mm，標(biāo)準(zhǔn)量程1～10m3/h，寬量程為0.5～10m3/h
| 32
| 32mm，標(biāo)準(zhǔn)量程1.5～15m3/h，寬量程為0.8～15m3/h
| 40
| 40mm，標(biāo)準(zhǔn)量程2～20m3/h，寬量程為1～20m3/h
| 50
| 50mm，標(biāo)準(zhǔn)量程4～40m3/h，寬量程為2～40m3/h
| 65
| 65mm，標(biāo)準(zhǔn)量程7～70m3/h，寬量程為4～70m3/h
| 80
| 80mm，標(biāo)準(zhǔn)量程10～100m3/h，寬量程為5～100m3/h
| 100
| 100mm，標(biāo)準(zhǔn)量程20～200m3/h，寬量程為10～200m3/h
| 125
| 125mm，標(biāo)準(zhǔn)量程25～250m3/h，寬量程為13～250m3/h
| 150
| 150mm，標(biāo)準(zhǔn)量程30～300m3/h，寬量程為15～300m3/h
| 200
| 200mm，標(biāo)準(zhǔn)量程80～800m3/h，寬量程為40～800m3/h
| 類 型
| N
| +12V供電，脈沖輸出，高電平≥8V低電平≤0.8V
| 精度等級
| 05
| 精度0.5級
| 10
| 精度1.0級
| 渦 輪
類 型
| W
| 寬量程渦輪
| S
| 標(biāo)準(zhǔn)渦輪
| 材 質(zhì)
| S
| 304不銹鋼
| L
| 316（L）不銹鋼
| 防 爆
| N
| 無標(biāo)記，為非防爆型
| 壓力等級
| HL | 常規(guī) （參照表b）
| | HH | 高壓 （參照表b）
| 注：DN15～DN40常規(guī)為螺紋連接，如希望采用法蘭連接，請在“公稱通徑”后加“（FL）”
例如，選用一臺法蘭連接式非防爆型渦輪流量計測量水，需要脈沖信號輸出，管道為DN40，要求精度0.5級，304不銹鋼材質(zhì)，儀表耐壓16MPa測量范圍為標(biāo)準(zhǔn)量程，其產(chǎn)品型號應(yīng)為：LWGY-40 /05/S/S/N/HH16
三。渦輪流量計的安裝
（1）變送器的電源線采用金屬屏蔽線，接地要良好可靠。電源為直流24V，650Ω阻抗。
（2）變送器應(yīng)水平安裝，避免垂直安裝，并保證其前后有適應(yīng)的直管段，一般前10D，后5D。
（3）保證流體的流動方向與儀表外殼的箭頭方向一致，不得裝反。
（4）被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕，特別是軸承處，否則應(yīng)采取措施。
（5）注意對磁感應(yīng)部分不能碰撞。
四.渦輪流量計的組態(tài)與校正
標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定方法是十點水標(biāo)定法，但黏度不同標(biāo)定的值不同，故通常要做黏度標(biāo)定曲線。
五。渦輪流量計的顯示儀表
顯示儀表的任務(wù)是將單位時間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬流量和總流量，并顯示出來。
由前放大器輸出的脈沖信號，其幅值、波形都是不規(guī)則的，在進(jìn)入顯示儀表后，先需經(jīng)整形電路整形成為有規(guī)則 的具有一定幅值的矩形電脈沖信號民，再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳?yīng)的電流信號（4～20mA）再轉(zhuǎn)換能瞬時流量值，總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示，有的送DCS顯示。
六。注意事項 （1）安裝位置
傳感器應(yīng)安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。渦輪流量計的典型安裝管路系統(tǒng)如圖9所示。圖中各部分的配置可視被測對象情況而定，并不一定全部都需要。渦輪流量計對管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的，進(jìn)入傳感器應(yīng)為充分發(fā)展管流，因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類型配備必要的直管段或流動調(diào)整器，如表5所示。若上游側(cè)阻流件情況不明確，一般推薦上游直管段長度不小于20D，下游直管段長度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安裝流動調(diào)整器。傳感器安裝在室外時，應(yīng)有避直射陽光和防雨淋的措施。 | 上游側(cè)阻流件類型 | 單個90o彎頭 | 在同一平面上的兩個90o彎頭 | 在不同平面上的兩個90o彎頭 | 同心漸縮管 | 全開閥門 | 半開閥門 | 下游側(cè)長度 | | l/DN | 20 | 25 | 40 | 15 | 20 | 50 | 5 | （2）連接管道的安裝要求 水平安裝的傳感器要求管道不應(yīng)有目測可覺察的傾斜（一般在5°以內(nèi)），垂直安裝的傳感器管道垂直度偏差亦應(yīng)小于5°。 需連續(xù)運行不能停流的場所，應(yīng)裝旁通管和可靠的截止閥（見圖9），測量時要確保旁通管無泄漏。 在新鋪設(shè)管道裝傳感器的位置先介入一段短管代替?zhèn)鞲衅?，待?ldquo;掃線”工作完畢確認(rèn)管道內(nèi)清掃干凈后，再正式接入傳感器。由于忽視此項工作，掃線損壞傳感器屢見不鮮。 若流體含雜質(zhì)，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝過濾器，對于不能停流的，應(yīng)并聯(lián)安裝兩套過濾器輪流清除雜質(zhì)，或選用自動清洗型過濾器。若被測液體含有氣體，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場所。 若傳感器安裝位置處于管線的低點，為防止流體中雜質(zhì)沉淀滯留，應(yīng)在其后的管線裝排放閥，定期排放沉淀雜質(zhì)。 被測流體若為易氣化的液體，為防止發(fā)生氣穴，影響測量度和使用期限，傳感器的出口端壓力應(yīng)高于公式5計算的zui低壓力pmin pmin=2△p+1.25pv Pa 公式5 式中 pmin——zui低壓力，Pa； △p——傳感器zui大流量時壓力損失，Pa； pv——被測液體zui高使用溫度時飽和蒸汽壓，Pa。 流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在傳感器下游，上游側(cè)的截止閥測量時應(yīng)全開，且這些閥門都不得產(chǎn)生振動和向外泄漏。對于可能產(chǎn)生逆向流的流程應(yīng)加止回閥以防止流體反向流動。 傳感器應(yīng)與管道同心，密封墊圈不得凸入管路。液體傳感器不應(yīng)裝在水平管線的zui高點，以免管線內(nèi)聚集的氣體（如停流時混入空氣）停留在傳感器處，不易排出而影像測量。 七.發(fā)展前景 經(jīng)過試驗研究調(diào)查，如今，金湖立創(chuàng)自控設(shè)備有限公司的渦輪流量計主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到流量所需要的精度，現(xiàn)代渦輪流量計在國外已有長足的發(fā)展，美國、德國、法國相繼產(chǎn)生了全機械帶壓力、溫度補償?shù)牡溳喠髁坑? 以及雙渦輪高精度的渦輪流量計, 這些產(chǎn)品進(jìn)人市場, 使渦輪流量計的前景更加廣闊。 | 
