1 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，如圖1所示：

　　被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉，渦輪的轉速隨流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉速也大，再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖，經前置放大器放大后，送入顯示儀表進行計數(shù)和顯示，根據單位時間內的脈沖數(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。在渦輪旋轉的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，即：

　　其中，qv為流體的體積總量，N為變送器產生的脈動總數(shù);ξ為流量系數(shù)。

　　ξ是渦輪變送器的重要特性參數(shù)，不同的儀表有不同的ξ，并隨儀表長期使用的磨損情況而變化;其含義是單位體積流量通過變送器時，變送器的輸出的脈沖數(shù)。

　　渦輪變送器輸出的脈沖信號，經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。

　　2 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)控制的標準件;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。

　?。?）感應探頭是檢測轉動體的運動并把它轉化為脈沖數(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。

　　3　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。

　?。?）變送器應水平安裝，避免垂直安裝，并保證其前后有適應的直管段，一般*D，后5D。

　?。?）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。

　?。?）被測介質對渦輪不能有腐蝕，特別是軸承處，否則應采取措施。

　?。?）注意對磁感應部分不能碰撞。

　　4　渦輪流量計的組態(tài)與校正

　　標準的標定方法是十點水標定法，但黏度不同標定的值不同，故通常要做黏度標定曲線。

　　5　渦輪流量計的顯示儀表

　　顯示儀表的任務是將單位時間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉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，在進入顯示儀表后，先需經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，再經過頻率/電流轉換電路，將頻率信號變?yōu)橄鄳碾娏餍盘枺?～20mA）再轉換能瞬時流量值，總量由轉換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示，有的送DCS顯示。

　　6　注意事項

　?。?）安裝渦輪流量計前，管道要清掃。被測介質不潔凈時，要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住，測不出流量來。

　?。?）拆裝流量計時，對磁感應部分不能碰撞。

　?。?）投運前*行儀表系數(shù)的設定。仔細檢查，確定儀表接線無誤，接地良好，方可送電。

　?。?）安裝渦輪流量計時，前后管道法蘭要水平，否則管道應力對流量計影響很大。

　　7　發(fā)展前景

　　隨著科學的不斷發(fā)展，當今渦輪變送器已發(fā)展成小型化、高集成度的模塊，設計，有強大的功能軟件，并設有RS232標準計算機通信接口，對維護檢修提供了方便?？膳cDCS連接通信，DCS替代了顯示儀表，如HOFFER流量計在工業(yè)臨近生產過程中更方便實用。

　　總之，渦輪流量計是一種速度式流量儀表，由于具有測量精度高，反應速度快，測量范圍廣，價格低廉，安裝方便等優(yōu)點，被廣泛應用于化工生產中。