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涡轮流量计的分析

涡轮变送器的工作原理

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器和显示仪表组成。测量的流体冲击涡轮叶片以旋转涡轮。涡轮速度随着流量的变化而变化，即流量大，涡轮速度也大。涡轮速度由磁电转换装置转换成相应频率的电脉冲。经过前置放大器放大后，电脉冲被送到显示仪器进行计数和显示。根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数，可以得到瞬时流量和累计流量。

涡轮变送器的工作原理是，当流体沿管道轴向流动并冲击涡轮叶片时，一个与流量qv、流速V和流体密度ρ的乘积成正比的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。当涡轮机旋转时，叶片周期性地切断电磁铁产生的磁力线，以改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，线圈中会感应出脉动的电位信号。该脉动信号的频率与待测流体的流速成正比。

涡轮变送器输出的脉冲信号经前置放大器放大后送至显示仪表，实现流量测量。

涡轮流量计的选型

(1)流量计本体优选选用316不锈钢材料，以防止腐蚀。如果是防爆区域，也必须是防爆结果。(2)轴承一般有三种规格:碳化钨、聚四氟乙烯和碳石墨。碳化钨具有较高的精度，被用作工业控制的标准零件。聚四氟乙烯和碳石墨可用于防腐，在化学工业中通常是优选的。轴承寿命速度的平方是正负比率，所以较佳速度是较大速度的1/3。(3)感应探头检测旋转体的运动，并将其转换成脉冲数字电信号。其电磁线圈的电压输出值接近正弦曲线。脉冲信号的频率范围随测量流量线性变化，典型范围为10:1、25:1和100:1。电磁线圈的电阻通常小于2000ω，这可能会导致损坏。

涡轮流量计的安装

(1)变送器的电源线应为金属屏蔽线，接地良好可靠。电源为DC 24V，650ω阻抗。(2)变送器应水平安装，避免垂直安装，前后应有合适的直管段，一般在安装前10天和安装后5天。(3)确保流体的流动方向与仪器外壳的箭头方向一致，并且不得反向。(4)试验介质不应腐蚀汽轮机，尤其是轴承，否则应采取措施。(5)注意磁感应部分不能碰撞。

涡轮流量计的配置和校准

标准校准方法是十点水校准方法，但是不同的粘度校准值是不同的，因此通常需要粘度校准曲线。

5涡轮流量计显示仪表

显示仪器的任务是将单位时间的输出脉冲数和输出脉冲总数转换成瞬时流量和总流量并显示出来。

前置放大器输出的脉冲信号的幅度和波形不规则。脉冲信号进入显示仪器后，需要通过整形电路整形成一定幅度的规则矩形电脉冲信号，然后通过频率/电流转换电路将频率信号转换成相应的电流信号(4-20mA)，然后转换能量的瞬时流量值。总量由转换和积分电路获得。一些显示仪表在本地显示，另一些发送到集散控制系统进行显示。

6注意事项

(1)安装涡轮流量计前，应清洗管道。当测试介质不干净时，添加过滤器。否则，涡轮和轴承很容易堵塞，流量无法测量。(2)拆卸和组装流量计时，磁感应部分不能碰撞。(3)投入运行前设定仪表系数。在通电前，仔细检查以确保仪器连接正确且接地正确。(4)安装涡轮流量计时，前后管法兰应水平，否则管道应力会对流量计产生很大影响。

发展前景

随着科学的不断发展，今天的涡轮变送器已经发展成为一个小型化、高度集成的模块，具有强大的功能软件和RS232标准计算机通信接口，为维护和维修提供了方便。可与集散控制系统连接和通信，集散控制系统取代了霍弗流量计等显示仪表，在工业生产过程中更加方便实用。

总之，涡轮流量计是一种速度流量计，由于其测量精度高、反应速度快、测量范围广、价格低、安装方便等优点，在化工生产中得到广泛应用。

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