摘要：智能式渦輪流量計是在流量、溫度、壓力一體化傳感器的基礎(chǔ)上，配備智能流量積算儀，可以對流體的溫度和壓力進(jìn)行自動補償運算和計量的新型速度式流量測量儀表。從儀表的結(jié)構(gòu)原理和特點出發(fā)，提出了智能式渦輪流量計的安裝、使用與維護(hù)時應(yīng)該注意的事項。

智能式渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，配以相應(yīng)的流量積算儀表，可以測量流體的總量。在石油、化工、冶金、輕工及科研等領(lǐng)域的計量和控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，如配備上衛(wèi)生接頭，還可以應(yīng)用于制藥和食品行業(yè)。

1、智能式渦輪流量計的結(jié)構(gòu)與特點

1）智能式渦輪流量計的結(jié)構(gòu)原理。

渦輪流量計的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。主要由殼體、導(dǎo)流器、渦輪、軸承、磁電轉(zhuǎn)換器、放大轉(zhuǎn)換電路、智能單元和顯示單元等部分組成。在管道中心，通過支架將一對軸承固定在管中心軸線上，渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，對流體起導(dǎo)向作用，以避免流體自旋而改變對渦輪葉片角度的作用。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈、微處理器智能單元、LCD顯示器和接線盒等。

當(dāng)被測流體通過管道流入機殼的進(jìn)口時，由于渦輪的葉片與流體流向之間有一個傾角，流體沖擊渦輪葉片而產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而轉(zhuǎn)動。實踐證明，在一定的流量范圍內(nèi)，對一定黏度的流體，渦輪的轉(zhuǎn)速與流經(jīng)渦輪的流體流量成正比。所以，可以通過測量渦輪的轉(zhuǎn)速來測量流體的流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速一般是通過裝在機殼外的磁電轉(zhuǎn)換器來檢測的。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線時，就會引起電感線圈中的磁通變化。電感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入放大轉(zhuǎn)換電路，對信號進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號。將此脈沖信號送入頻率-電流轉(zhuǎn)換電路和單片機智能單元作運算處理，存儲實時數(shù)據(jù)，由LCD液晶顯示器現(xiàn)場顯示流體的流量和累積總量，并可輸出與流量成比例的脈沖信號或4~20 mA.DC 電流信號，用于流量的遠(yuǎn)程顯示與控制，必要時還可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。

2）智能式渦輪流量計的主要特點。

智能式渦輪流量計由于采用微處理器技術(shù)和LCD液晶顯示技術(shù)等新技術(shù)，與傳統(tǒng)的模擬式流量計相比，具有測量準(zhǔn)確度高，量程比寬，適應(yīng)性強，數(shù)字信號輸出、顯示和管理更加靈活，實時數(shù)據(jù)存儲與處理、安裝使用維護(hù)方便等特點。

2、智能式渦輪流量計的安裝

智能式渦輪流量計在工藝管道上安裝時，需要注意以下幾點。

1）渦輪流量計應(yīng)水平安裝，流體流向必須和箭頭指向一致，安裝處的環(huán)境溫度為20~120 ℃ ，相對濕度不超過80%。

2）和渦輪流量計相連接的前后管道的內(nèi)徑應(yīng)與流量計口徑一致。流量計前直管段長度L1&≥20D(D為流量計接管口徑)，流量計后直管段長度L2≥15D。

3）為了消除雜質(zhì)，流量計前應(yīng)裝有過濾器。為了減少由管道上游帶來的旋回流的干擾及減小流量計前后所需的直管段長度，需要安裝整流器。凡測易氣化的液體時，應(yīng)安裝消氣器，以消除管道內(nèi)氣體，提高測量精確度，延長流量計使用的生命周期。

4）工藝管道中心和流量計中心保持一致。管道和流量計連接處不得有凸出物伸入管道內(nèi)，以免改變管道截面和流量計進(jìn)口流場分布。

5）為了減少來自上游的流場干擾，控制閥應(yīng)置于流量計下游側(cè)，以利于流量的平穩(wěn)控制。單獨設(shè)置的壓力表可設(shè)置在流量計的進(jìn)口或出口處；單獨設(shè)置的溫度計應(yīng)設(shè)置在流量計的下游處。

6）在測量單向流體流量的場合，應(yīng)在流量計的下游處設(shè)一單向閥（止逆閥），以防止因流體的反沖現(xiàn)象而影響流量計特性。

7）在流量計安裝過程中，應(yīng)盡量減小應(yīng)力，以避免由于安裝應(yīng)力所引起的變形和熱脹冷縮所引起的畸變。

8）在可能的條件下，希望設(shè)置旁路管道。這樣既可在啟動時起保護(hù)作用，又可以在維修時不影響流體的正常輸送。

9）對不帶前置放大器的流量計，其流量計和前置放大器之間的間距不得超過3~5m，應(yīng)該采用屏蔽電纜將流量計的輸出信號傳送至前置放大器的輸入端。對帶前置放大器的流量計，應(yīng)采用四芯屏蔽電纜，將其輸出信號傳輸?shù)搅髁恐甘痉e算儀。

10）應(yīng)保證流量計有良好的接地，以保證流量計的正常工作和安全運行。

11）安裝流量計前，應(yīng)將管道內(nèi)鐵屑、焊渣和雜物消除干凈。啟動儀表前，應(yīng)排除管道內(nèi)氣體。啟動儀表時，管路閥門不宜開得過大過快，應(yīng)避免過載流量流經(jīng)流量計而使儀表受損。

12）智能式流量指示積算顯示儀表應(yīng)水平放置或水平安裝在儀表屏上，安裝高度應(yīng)以讀數(shù)和操作方便為準(zhǔn)，一般為1.5m左右。

3、智能式渦輪流量計的使用和維護(hù)

3.1 適用場合

智能式渦輪流量計可用于測量水、輕質(zhì)油品、石油溶劑、酸類、堿類、液態(tài)氧、液態(tài)氮、液態(tài)氫以及空氣、氧氣等介質(zhì)的流量。而*宜測量的介質(zhì)是比較潔凈的低黏度液體，尤其適合測量脈動流體的流量。

3.2 運行與維護(hù)

1）在需要清洗工藝管道時，清洗液體不能直接通過流量計。應(yīng)該打開旁路閥，讓清洗液體流經(jīng)旁路管線來完成工藝管道清洗工作。

2）管道系統(tǒng)啟動時應(yīng)當(dāng)先開旁路管線，以防止因流速突然增加使渦輪因轉(zhuǎn)速過大而損壞流量計。

3）在使用渦輪流量計之前，應(yīng)該仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說明書，以保證對儀表事先有全面的了解。

4）要求被測介質(zhì)潔凈以減少軸承磨損。盡管在流量計前加裝了過濾器，但仍有雜質(zhì)進(jìn)入表內(nèi)而造成磨損，為此需定期檢修，一旦有卡阻現(xiàn)象應(yīng)立即清洗，以確保計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5）工藝介質(zhì)的密度和黏度變化對儀表測量結(jié)果有影響。當(dāng)測量液體介質(zhì)流量時，其溫度與壓力的變化對其密度影響很小，一般可忽略不計；但當(dāng)測量氣體介質(zhì)流量時，其溫度、壓力改變后對氣體的密度影響很大，這時需對其介質(zhì)的密度進(jìn)行溫、壓補償，以實現(xiàn)被測介質(zhì)流量的準(zhǔn)確檢測或計量。除關(guān)注被測介質(zhì)的密度變化對儀表測量結(jié)果的影響外，還應(yīng)注意被測介質(zhì)黏度的變化。當(dāng)被測介質(zhì)黏度的變化較大時，應(yīng)將流量計予以重新標(biāo)定后方可使用。

6）渦輪流量計不能垂直安裝。當(dāng)測量管道有彎曲現(xiàn)象時，將會引起流體的旋轉(zhuǎn)，影響渦輪轉(zhuǎn)數(shù)改變，使儀表的測量誤差增大。

4、結(jié)語

智能式渦輪流量計是以微處理器為基礎(chǔ)的準(zhǔn)確度較高的新型流量檢測儀表，處理好安裝、使用和維護(hù)等方面的問題，是充分發(fā)揮儀表作用的關(guān)鍵。