涡轮流量计产品分析
一．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、显示仪表组成。
被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。
涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量qv 、流速v和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
涡轮变送器输出的脉冲信号，经前置于放大器放大后，送入显示仪表，就可以实现流量的测量。
二。涡轮流量计的选型
（1）流量计本体选区用316不锈钢材料以防腐，如是防爆区还必须是防爆结果。
（2）轴承一般有炭化钨，聚四氟乙烯，碳石墨三种规格：碳化钨的精度zui高，它作为工业控制的标准件；聚四氟乙烯，碳石墨能防腐，一般在化工场所优先考虑。轴承的寿命流速的平方成正反比，故流速的在zui大流速的1/3速度比较好。
（3）感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数字电信号，它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线，脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化，典型的范围为10:1，25:1
和100:1三种规格。电磁线圈的电阻一般小于2000ω，大于该值可能损坏。
a.技术性能：表1
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
精度等级
±1%r、±0.5%r
量程比
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
脉冲频率信号，低电平≤0.8v 高电平≥8v
供电电源
+12vdc 、+24vdc（可选）
信号传输线
stvpv3×0.3（三线制）
传输距离
≤1000m
信号线接口
豪斯曼接头
防爆等级
非防爆产品
防护等级
ip65
b.涡轮流量计选型测量范围及工作压力：表2
仪表口径（mm）
正常流量范围（m3/h）
扩展流量范围（m3/h）
常规耐受压力（mpa）
特制耐压等级（mpa）（法兰连接方式）
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（法兰）
4.0、6.3、12、16、25
dn 20
0.8～8
0.45～9
6.3、2.5（法兰）
4.0、6.3、12、16、25
dn 25
1～10
0.5～10
6.3、2.5（法兰）
4.0、6.3、12、16、25
dn 32
1.5～15
0.8～15
6.3、2.5（法兰）
4.0、6.3、12、16、25
dn 40
2～20
1～20
6.3、2.5（法兰）
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、仪表选型
表3
型 号
说 明
lwgy─
□
/□
/□
/□
/□
/□
/□
公
称
通
径
4
4mm，标准量程0.04～0.25m3/h，宽量程为0.04～0.4m3/h
6
6mm，标准量程0.1～0.6m3/h，宽量轮为0.06～0.6m3/h
10
10mm，标准量程0.2～1.2m3/h，宽量程为0.15～1.5m3/h
15
15mm，标准量程0.6～6m3/h宽量程为0.4～8m3/h
20
20mm，标准量程0.8～8m3/h，宽量程为0.4～8m3/h
25
25mm，标准量程1～10m3/h，宽量程为0.5～10m3/h
32
32mm，标准量程1.5～15m3/h，宽量程为0.8～15m3/h
40
40mm，标准量程2～20m3/h，宽量程为1～20m3/h
50
50mm，标准量程4～40m3/h，宽量程为2～40m3/h
65
65mm，标准量程7～70m3/h，宽量程为4～70m3/h
80
80mm，标准量程10～100m3/h，宽量程为5～100m3/h
100
100mm，标准量程20～200m3/h，宽量程为10～200m3/h
125
125mm，标准量程25～250m3/h，宽量程为13～250m3/h
150
150mm，标准量程30～300m3/h，宽量程为15～300m3/h
200
200mm，标准量程80～800m3/h，宽量程为40～800m3/h
类 型
n
+12v供电，脉冲输出，高电平≥8v低电平≤0.8v
精度等级
05
精度0.5级
10
精度1.0级
涡 轮
类 型
w
宽量程涡轮
s
标准涡轮
材 质
s
304不锈钢
l
316（l）不锈钢
防 爆
n
无标记，为非防爆型
压力等级
hl 常规 （参照表b）
hh 高压 （参照表b）
注：dn15～dn40常规为螺纹连接，如希望采用法兰连接，请在“公称通径”后加“（fl）”
例如，选用一台法兰连接式非防爆型涡轮流量计测量水，需要脉冲信号输出，管道为dn40，要求精度0.5级，304不锈钢材质，仪表耐压16mpa测量范围为标准量程，其产品型号应为：lwgy-40 /05/s/s/n/hh16
三。涡轮流量计的安装
（1）变送器的电源线采用金属屏蔽线，接地要良好可靠。电源为直流24v，650ω阻抗。
（2）变送器应水平安装，避免垂直安装，并保证其前后有适应的直管段，一般前10d，后5d。
（3）保证流体的流动方向与仪表外壳的箭头方向一致，不得装反。
（4）被测介质对涡轮不能有腐蚀，特别是轴承处，否则应采取措施。
（5）注意对磁感应部分不能碰撞。
四.涡轮流量计的组态与校正
标准的标定方法是十点水标定法，但黏度不同标定的值不同，故通常要做黏度标定曲线。
五。涡轮流量计的显示仪表
显示仪表的任务是将单位时间输出脉冲数和输出脉冲总数转换成瞬流量和总流量，并显示出来。
由前放大器输出的脉冲信号，其幅值、波形都是不规则的，在进入显示仪表后，先需经整形电路整形成为有规则 的具有一定幅值的矩形电脉冲信号民，再经过频率/电流转换电路，将频率信号变为相应的电流信号（4～20ma）再转换能瞬时流量值，总量由转换及积算电路得到。有的显示仪表就地显示，有的送dcs显示。
六。注意事项
（1）安装位置
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9所示。图中各部分的配置可视被测对象情况而定，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。 上游侧阻流件类型
单个90o弯头
在同一平面上的两个90o弯头
在不同平面上的两个90o弯头
同心渐缩管
全开阀门
半开阀门
下游侧长度
l/dn
20
25
40
15
20
50
5
（2）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，影响测量度和使用期限，传感器的出口端压力应高于公式5计算的zui低压力pmin
pmin=2△p+1.25pv pa 公式5
式中 pmin——zui低压力，pa；
△p——传感器zui大流量时压力损失，pa；
pv——被测液体zui高使用温度时饱和蒸汽压，pa。
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zui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。
七.发展前景
经过试验研究调查，如今，金湖立创自控设备有限公司的涡轮流量计主要技术指标已达到流量所需要的精度，现代涡轮流量计在国外已有长足的发展，美国、德国、法国相继产生了全机械带压力、温度补偿的祸轮流量计,以及双涡轮高精度的涡轮流量计,这些产品进人市场,使涡轮流量计的前景更加广阔。