涡轮传感器

概述

    一体化涡轮流量计结构为防爆设计，可以显示流量总量，瞬时流量和流量满度百分比。电池采用长效锂电池， 单功能积算表电池使用寿命可达5年以上，多功能显示表电池使用寿命也可达到12个月以上。

    一体化表头可以显示的流量单位众多，有立方米，加仑，升，标准立方米，标准升等，可以设定固定压力、温度参数对气体进行补偿，对压力和温度参数变化不大的场合，可使用该仪表进行固定补偿积算。

特点

    1、体积小、重量轻、显示读数直观、清晰。

    2、可靠性高、不受外界电源影响、抗雷击。

工作原理

    流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内，脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：Q=3600×f/k

    式中：

    f——脉冲频率[Hz]；

    k——传感器的仪表系数[1/m3]，由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k

    Q——流体的瞬时流量（工作状态下）[m3/h]；

    3600——换算系数。

    每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中，k值设入配套的显示仪表中，便可显示出瞬时流量和累积总量。

安装要求

    流量计可水平或垂直安装，垂直安装时流体流动方向应从下向上，液体必须充满管道，不得有气泡；液体流动方向要与传感器外壳上指示流向的箭头方向一致；传感器前后直管段要求，上游端至少应有10倍公称通径长度的直管段，下游端应不少于5倍公称通径的直管段，其内壁应光滑清洁，无凹痕、积垢和起皮等缺陷。传感器的管道轴心应与相邻管道轴心对准，连接密封用的垫圈不得深入管道内腔；传感器应远离外界电场、磁场，必要时应采取有效的屏蔽措施，以避免外来干扰。为了检修时不致影响液体的正常输送，建议在传感器的安装处，安装旁通管道。

    传感器露天安装时，请做好放大器及表头的防水处理。当流体中含有杂质时，应加装过滤器，过滤器网目根据流量杂质情况而定，一般为20～60目。当流体中混有游离气体时，应加装消气器。整个管道系统都应良好密封。用户应充分了解被测介质的腐蚀情况，严防传感器受腐蚀。

使用维护

    1、使用时，应保持被测液体清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

    2、传感器在开始使用时，应先将传感器内缓慢的充满液体，然后再开启出口阀门（阀门应安装在流量计后端），严禁传感器处于无液体状态时受到高速流体的冲击。

    3、传感器的维护周期一般为半年。检修清洗时，请注意勿损伤测量腔内的零件，特别是叶轮。装配时请看好导向件及叶轮的位置关系。

    4、传感器不用时，应清洗内部液体，吹干后且在传感器两端加上防护套，防止尘垢进入，然后置于干燥处保存。

    5、配用的过滤器应定期清洗，不用时应清洗内部的液体，同传感器一样，加防尘套，置于干燥处保存。

    6、在传感器安装前，用口吹或手拨叶轮，使其快速旋转观察有无显示，当有显示时再安装传感器。若无显示，应检查有关各部分，排除故障。

选型

    、精度等级。

    涡轮流量传感器精度等级一般都比较高，通常情况下精度越高对现场的使用环境越敏感。从经济效益上面来说，不要一味追求高的精度等级。对于大口径流量的场合，如西气东输工程中，就要选择高精度的传感器，而对于输送量很小又需计量的场合则可以选择一般的涡轮流量传感器。[2]

    第二、气体密度。

    气体密度的稳定性对涡轮流量传感器的计量准确度影响很大，对于经常变化密度的场合，还需对流量系数采取修正的方式的处理，尤其对于低流量区域。

    第三、流量范围。

    涡轮流量传感器流量范围的选择直接影响着它的精确度和使用年限，它还决定着流量传感器口径的选择。选择流量范围一般按照如下准则：最小流量应大于等于仪表能够测量的最小流量，流量应小于等于仪表能够测量的流量;对于不间断工作小于八小时的场合，其流量应为实际流量的1.3倍左右;对于不间断工作超过八小时的场合，其流量应为实际流量的1.4倍以上;最小流量应为实际最小流量的0.8倍为。

    第四、压力损失。

    压力损失越小，气体在流动过程中的能量消耗就越小，这样可以节约能源、降低输送成本，提高利用率。所以在选择的时候，尽量选择压力损失小的涡轮流量传感器。一般，采用半椭球体前导流器的涡轮流量传感器比锥体的前导流器的涡轮流量传感器压力损失要小。

    第五、结构形式。

    结构形式采用以上三种方法确定：内部结构选用反推式涡轮流量传感器，因为该结构在一定流量范围内可使叶轮处于浮游状态，轴向不存在接触点，无端面摩擦和磨损，可延长轴承的使用寿命;对于水平结构安装的流量传感器，它与管道连接方式可以是法兰连接、螺纹连接和夹装连接;对于垂直结构安装的流量传感器只能采用螺纹连接。

信号输出

    涡轮流量传感器信号输出的距离限制。信号的传输距离，取决于信号的驱动能力、传输线路的抗干扰能力[3]  。

    （1）脉冲信号的驱动能力一般为10mA，因此，线路的电阻值，对信号的传输距离影响很大。信号到达接收端时，其驱动能力一般要保持在7mA左右，根据经验值，脉冲信号大约在100米左右。

    （2）电流信号，同样取决于线路电阻的大小，线路电阻加上250Ω的采样电阻，其电压降不能超过(24-13)V，根据经验值，电流信号的传输在500米-1000米之间。

    （3）485信号的传输，同样受线路电阻的影响，同时还要有合适的波特率，如果要增加传输距离，应降低传输速率，即降低波特率。485的传输距离的理论值是1200米，一般适用于1200的波特率。提高波特率会降低传输距离。