渦輪流量計(jì)工作原理

　　渦輪流量計(jì)是流量中的一種常見類型，這種流量計(jì)可以對各種氣體和液體進(jìn)行測量。它采用全新智能化的設(shè)計(jì)，在使用的時(shí)候可以保持高精度的測量。在使用的時(shí)候渦輪流量計(jì)的性能*，使用壽命很長，而且它有著很強(qiáng)的抗干擾能力，在使用的時(shí)候，渦輪流量計(jì)可能會遇到各種電磁的干擾，如果流量計(jì)的抗干擾能力不夠好，在使用的時(shí)候可能會影響流量計(jì)的測量精度。

　　渦輪流量計(jì)在使用的時(shí)候，功耗較小，并且采用不銹鋼的結(jié)構(gòu)，這樣可以保證在使用期間有著很強(qiáng)的防腐性能，不容易出現(xiàn)被腐蝕的情況，而且對于一些腐蝕性的介質(zhì)，渦輪流量計(jì)也可以很好地進(jìn)行測量，不會受到限制。這種渦輪流量計(jì)體型很小，在使用期間如果出現(xiàn)故障，很容易將流量計(jì)拆開，方便使用者及時(shí)進(jìn)行修理，而且在日常使用之后，需要對流量計(jì)進(jìn)行清洗的時(shí)候，容易拆裝也使得使用者清洗起來更加的方便。

　　隨著中國節(jié)能減排的政策的持繼的能源結(jié)構(gòu)的變化，國內(nèi)的企業(yè)更多地在使用天然氣和其他類型的燃?xì)庾鳛楣I(yè)能源，目前目前燃?xì)庥?jì)量廣泛使用的計(jì)量儀表的種類有多種，常見的主要有氣體渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)式流量計(jì)、氣體腰輪流量計(jì)、膜式燃?xì)獗淼?。這些儀表在門站交接計(jì)量、工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶以及各級調(diào)壓站及工藝計(jì)量等用戶中有較多的使用，使用情況各不相同。由于要面對眾多的不同用戶，對于選擇合適的流量計(jì)量儀表顯得尤其重要，要選擇到合適的流量儀表就必須首先要了解各類儀表的特性。

　　二、燃?xì)饬髁坑?jì)量儀表簡介

　　下面分別闡述這些流量計(jì)量儀表的原理、特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)。

　?。ㄒ唬?span style="color:#FF0000">氣體渦輪流量計(jì)

　　氣體渦輪流量計(jì)的工作原理：當(dāng)氣流進(jìn)入流量計(jì)時(shí)，首先經(jīng)過特殊結(jié)構(gòu)的整流器并加速，在流體的作用下，渦輪克服阻力矩和磨擦力矩開始轉(zhuǎn)動。渦輪轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值，檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的電脈沖信號當(dāng)力矩達(dá)到平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，渦輪的轉(zhuǎn)速與氣體流量成正比，并通過機(jī)械傳動及磁耦合聯(lián)接傳送至字輪計(jì)數(shù)器，直接測量氣體的工況體積總量，并通過配置流量補(bǔ)償儀，測量氣體的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量。

　　1.精度

　　選用氣體渦輪流量計(jì)主要是看中其高精度。目前氣體渦輪流量計(jì)：市場為±0.5%R和±1.0%R，國內(nèi)市場為±1%R和±1.5%R以上精度指范圍度6：1或10：1。若縮小范圍度可提高度，若定點(diǎn)使用，在實(shí)流校準(zhǔn)條件下度可大為提高。對于貿(mào)易交接計(jì)量，常配備在線校驗(yàn)裝置，以便定期進(jìn)行校驗(yàn)。

　　2.對流體的要求

　　氣體渦輪流量計(jì)對流體的要求為潔凈（或基本潔凈）、單相及低粘度，沒有較大的顆粒、纖維等雜質(zhì)。

　　3.安裝條件方面

　　氣體渦輪流量計(jì)對管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流量是敏感的，進(jìn)入傳感器應(yīng)力充分發(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整流器。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2D，下游直管段長度不小于1D，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)節(jié)閥。

　　4.經(jīng)濟(jì)性

　　選用氣體渦輪流量計(jì)用于高精度場合，其經(jīng)濟(jì)因素應(yīng)多方面考慮。儀表的購置費(fèi)只是費(fèi)用的一部分，還應(yīng)考慮以下幾方面開支：輔助設(shè)備費(fèi)；校驗(yàn)費(fèi)，為保持高精度必須經(jīng)常校驗(yàn)，甚至在現(xiàn)場安裝一套在線校驗(yàn)裝置，費(fèi)用相當(dāng)可觀；維護(hù)費(fèi)，氣體渦輪流量計(jì)的易損件更換，它是保持高性能必需的。

　　(二)氣體旋進(jìn)流量計(jì)

　　氣體旋進(jìn)流量計(jì)的工作原理：當(dāng)沿著軸向流動的流體進(jìn)入流量傳感器入口時(shí)，漩渦發(fā)生體強(qiáng)迫流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，于是漩渦發(fā)生體中心產(chǎn)生旋渦流，旋渦流在文丘列管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速，當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò)散段，因回流作用強(qiáng)迫進(jìn)行旋進(jìn)式二次旋進(jìn)轉(zhuǎn)。此時(shí)旋渦流的旋轉(zhuǎn)頻率與流經(jīng)旋進(jìn)渦流量傳感器處流體的流速成正比，并為線性。兩個(gè)壓電傳感器檢測到微弱電荷信號經(jīng)前置放大器差動放大、濾波、整形后變成兩路頻率與流速成正比的脈沖信號，同時(shí)處理電路對兩路的脈沖信號進(jìn)行相位比較和判別，剔除干擾信號，而對正常的流量信號進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。

　　1．主要技術(shù)參數(shù)為：

　　流量范圍：1.2-3600m3/h

　　儀表精度（±1.0%～±1.5%）R

　　儀表口徑：DN20～200mm

　　工作壓力：一般為≤1～1.6Mpa

　　2．對流體的要求

　　適用于介質(zhì)壓力較高（5kPa-30kPa以上，不同規(guī)格可使用zui低壓力不同），要求流量范圍度小于15:1，且對始動流量無特殊要求，不存在強(qiáng)烈震動，也不存在強(qiáng)烈的壓力波動的場合。

　　3．儀表受管道內(nèi)脈動流的影響，需配置長的直管段。一般推薦上游直管段長度不小于5D，下游直管段長度不小于1D，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)節(jié)閥。

　　4．壓力損失較大，不適于低壓介質(zhì)使用。流量范圍度為15:1,但始動流量較高,不適于要求始動流量低的場合使用,如住宅區(qū)等。

　?。ㄈ?span style="color:#FF0000">氣體腰輪流量計(jì)（也稱氣體羅茨流量計(jì)）

　　氣體羅茨流量計(jì)的工作原理：氣體羅茨流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)，由兩個(gè)8字形轉(zhuǎn)子和一個(gè)緊固的流量檢測室組成，隨著氣體的通過，儀表入口和出口間產(chǎn)生的差壓作用在由高精密同步輪聯(lián)結(jié)在一起的一對腰輪上，從而驅(qū)動腰輪輪流旋轉(zhuǎn)。在這期間，腰輪與殼體內(nèi)壁形成的計(jì)量腔周期地充氣和排氣，腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)與通過儀表的氣體體積量成正比。腰輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由多級齒輪系減速，然后經(jīng)磁性耦合傳送到計(jì)數(shù)器，累計(jì)流過的氣體總量。

　　1．主要技術(shù)參數(shù)為：

　　流量范圍：2.5-3500m3/h

　　儀表精度（±0.5%～±1.5%）R

　　儀表口徑：DN50～400mm

　　工作壓力：一般為≤1～1.6Mpa

　　2．儀表精度高，在全部流量儀表中PDF是精度zui高的一類；范圍度寬（30：1～100：1）。

　　3．儀表不受管道內(nèi)流場畸變的影響，無需配置長的直管段。特別適合在撬裝裝置中安裝。

　　4．羅茨流量計(jì)要靠流體能量推動測量元件，因此帶來相對高的壓力損失，低壓下壓力損失為200～500Kpa。

　　5．對介質(zhì)贓污較敏感，上游需要安裝過濾器。

　?。ㄋ模?span style="color:#FF0000">膜式燃?xì)獗?/strong>

　　機(jī)械式膜式燃?xì)獗碛?jì)量原理：當(dāng)流動的氣體經(jīng)過燃?xì)獗頃r(shí)，受到管道摩擦及機(jī)構(gòu)的阻擋，內(nèi)部的燃?xì)鈺谌細(xì)獗磉M(jìn)出口兩端產(chǎn)生壓力差，通過這個(gè)壓力差推動膜式燃?xì)獗淼哪て谟?jì)量室內(nèi)運(yùn)動，并且?guī)优錃鈾C(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)配氣，使得膜片的運(yùn)動能夠連續(xù)往復(fù)的進(jìn)行，膜式燃?xì)獗硗ㄟ^內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)，把直線往復(fù)運(yùn)動變成圓周運(yùn)動，在通過圓周運(yùn)動帶動機(jī)械滾輪計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動，膜片每往復(fù)一次，就排出一定量體積，zui終滾輪轉(zhuǎn)過一個(gè)技術(shù)單元，實(shí)現(xiàn)滾輪旋轉(zhuǎn)計(jì)量顯示效果。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　流量范圍 0.016 ～160m3/h，

　　儀表精度 （±1.5%～±2%）R ；*表精度為±2%；B級表精度為±1.5%，

　　zui大工作壓力為0.5～10Kpa，

　　壓力損失：G1～G10 ≤200Pa；G16～G65 ≤250 Pa，