液體渦輪流量計使用渦輪進行測量。它首先將流量轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速,然后將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總積分流量,其輸出信號為頻率,易于數(shù)字化。圖中,感應線圈和永磁體一起固定在外殼上。當鐵磁渦輪葉片通過磁鐵時,磁路的磁阻發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應信號。信號經(jīng)放大器放大整形后送至計數(shù)器或頻率計,顯示累計總流量。同時,脈沖頻率經(jīng)過頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時流量。葉輪的速度與流量成正比,葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)與總流量成正比。渦輪流量計輸出的是調(diào)頻信號,不僅提高了檢測電路的抗干擾性,而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。其量程比可達10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小、體積小的渦輪流量計時間常數(shù)可達0.01秒。
液體渦輪流量計廣泛應用于石油、有機液體、無機液體、液化氣、天然氣和低溫流體。
渦輪流量計的輸出信號為脈沖,易于數(shù)字化。渦輪流量計壓力損失小,葉片可防腐,可測量粘性和腐蝕性介質(zhì)。
創(chuàng)建一個與流速成反比的脈沖信號。當流體流經(jīng)管道時,渦輪流量計的扭轉(zhuǎn)角速度與流體流速成反比。一個渦輪被放置在管道的中心,這會引起傳感器線圈磁通的變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器,同時將脈沖信號送入頻電流轉(zhuǎn)換電路進行信號放大整形,使渦輪位移計抑制摩擦力矩和流體阻力扭矩被篡改。在渦輪流量計上產(chǎn)生驅(qū)動能量力矩,
對于液體渦輪流量計的葉片,當渦輪流量計的葉片切割被殼體內(nèi)的永磁體點燃的磁力線時,通過改變渦輪流量計的角速度會損失流體流量,并且脈沖信號轉(zhuǎn)換為模擬電流量。流體介質(zhì)的粘度和渦輪位移計的轉(zhuǎn)速由安裝在套管外的傳感器線圈檢測。兩端由軸承支撐。因此,爭論通過管道的流體流動損失是很重要的。在不確定流量區(qū)域,則指示瞬時流量值。送至單位換算及流量累加電路,得到并顯示性能堆棧流量值
液體渦輪流量計使用注意事項
1)對于無旁通管路的流量傳感器,先打開介質(zhì)開度的流量傳感器上游閥門,再緩慢打開下游閥門。以小流量運行一段時間(如10分鐘),然后將上游閥門全開,再打開下游閥門開度,調(diào)整到所需的正常流量。
2)對于裝有旁通管路的流量傳感器,先將旁通閥全開,打開有介質(zhì)開度的流量傳感器上游閥門,然后慢慢打開下游閥門,關(guān)閉旁通閥開度,使儀表設(shè)置為較小的開口。流運行一段時間。然后完全打開上游閥門,完全關(guān)閉旁通閥(必須保證旁通閥不漏氣),最后將下游閥門開度調(diào)整到需要的流量。
3)對于低溫和高溫流體,循環(huán)前應將管道內(nèi)的水排干。當流量通過時,以小流量運行15分鐘,然后逐漸增加到正常流量。停流時應緩慢進行,使管道溫度與環(huán)境溫度逐漸接近。
4)閥門的啟閉應盡量平順。如果閥門的啟閉是自動控制的,最好采用“兩級開啟、兩級關(guān)閉”的方式,以防止流體突然沖擊葉輪甚至水錘損壞葉輪。
5)當管道壓力不高時,檢查流量傳感器的下游壓力。一般來說,在操作的初始階段,觀察壓力在最大流量時,傳感器的自流大于公式(6-25)的Pmin,否則應采取措施防止氣蝕。
6)正確處理流量傳感器的一般系數(shù)。渦輪流量計的一般系數(shù)K由廠家在校準單上填寫給用戶,注意不要丟失。使用時要仔細檢查配套顯示儀表的內(nèi)部系數(shù)開關(guān)和乘法開關(guān),其位置應與相應的傳感器儀表系數(shù)一致。渦輪流量傳感器因軸承磨損等原因長期使用后,儀表系數(shù)K會發(fā)生變化,應定期進行現(xiàn)場或離線檢查。如果測量誤差超出范圍,應及時更換備用傳感器,并根據(jù)新傳感器的儀表系數(shù)及時復位顯示儀表。
7)需要定期清洗管道的工藝流程(如成品油管道更換或停運時),清洗管道時所用流體的流向、流量、壓力、溫度等應滿足渦輪流量傳感器的要求。
8) 使用高溫蒸汽清洗管道時,切記高溫蒸汽流過傳感器,以免損壞。
液體渦輪流量計維護和故障排除
(1) 維護
為保證渦輪流量計長期正常運行,必須經(jīng)常檢查傳感器、顯示儀表及輔助設(shè)備的運行情況,做好維護工作,并及時排除異常情況。
1) 定期拆卸、清潔、檢查和重新校準傳感器;對于主入口為潤滑油或清洗液的傳感器,應按說明書要求定期注入潤滑油或清洗液,以保持葉輪的良好運行。若葉輪有異響,應及時拆下傳感器內(nèi)部零件進行檢查。當軸承和軸磨損嚴重時,應更換并重新校準。
2)監(jiān)測顯示儀表的工作狀態(tài)(撥至“自校準”文件),評估顯示儀表的讀數(shù),如有異常及時檢查。
3)保持過濾器通暢,過濾器被雜質(zhì)堵塞。可根據(jù)進出口壓力表讀數(shù)的增加來判斷,及時清除,否則堵塞嚴重會降低流量。定期排出從吸氣劑中的液體逸出的氣體。傳感器從管道上拆下,暫時不用時,應用輕油清洗干凈,兩端蓋好,防止鐵銹或雜質(zhì)進入儀表內(nèi)。
(二)故障現(xiàn)象、原因及處理方法
1)故障現(xiàn)象:上電無流量時有流量輸出信號
故障原因: a.輸入屏蔽或接地不良,引入電磁干擾
處理方法:改善屏蔽接地,消除電磁干擾
故障原因: B.傳感器靠近干擾源或管道振動源
處理方法:遠離干擾源安裝并采取防振措施
失敗原因: C.截止閥關(guān)閉不嚴,漏水
處理方法:修理或更換閥門
2)故障現(xiàn)象:上電后無流量輸出信號,有電流流過
故障原因: a.感應線圈斷線或焊點脫焊
處理方法:更換感應線圈或重新焊接
故障原因: B.前置放大電路元件損壞
處理方法:檢查更換元件
失敗原因:c。葉輪被碎屑或污垢卡住
處理方法:拆下葉輪清洗或更換,更換后重新校準
失敗原因: d.軸承和軸被碎屑卡住或損壞
處理方法:拆下清洗或更換,更換后重新校準
失敗原因:e。管道和閥門被堵塞
處理方法:檢查和清理管道、閥門和傳感器
3)故障現(xiàn)象:流量輸出信號不規(guī)則不穩(wěn)定
失敗原因: a.有強電干擾信號
處理方法:加強屏蔽接地
故障原因: B.葉輪動平衡不良
處理方法:調(diào)整葉輪動平衡
故障原因:c、管道、閥門、傳感器等進入雜物
處理方法:檢查和清理管道、閥門和傳感器
失敗原因:d。傳感器損壞或有氣穴
處理方法:檢查傳感器,增加背壓
失敗原因:e。管道振動引起葉輪抖動
解決方案:加強
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