渦輪流量計原理
當被測流體沖擊渦輪葉片時導致渦輪葉片旋轉,旋轉的速度隨流量的變化而變化,再經磁電轉換裝置,就可以把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖信號,經放大電路放大后,送入微處理器進行處理,然后再送入顯示模塊進行顯示。在一定的流量范圍內,渦輪葉片的轉速與流體的平均流速成正比,通過所得到的電脈沖信號的個數,可以計算出流量。根據單位時間內的脈沖數和累計脈沖數可以計算出被測流體的瞬時流量和累積流量。

渦輪流量計種類
渦輪流量計的分類方式有很多,包括按傳感器結構分類、按被測介質分類、按信號檢測方式分類、按流動方向分類、按傳感器與管道連接方式分類等。
1、渦輪流量計按傳感器結構分類
①軸向型(普通型)渦輪流量計:葉輪軸中心與管道軸線重合,大部分渦輪流量計都采用軸向型。
②切向型渦輪流量計:葉輪軸與管道軸線垂直,流體流向葉片平面的沖角約為90°,適用于小口徑微流量測量,在大口徑流量測量時也用到了插入式的切向型渦輪流量計。
③機械型渦輪流量計:葉輪的轉動直接或經磁耦合帶動機械計數機構,指示積算總量,測量精度比電信號檢測的傳感器稍低,傳感器與顯示裝置是一體式的。
④井下專用型渦輪流量計:適用于石油開采井下作業,測量介質有泥漿及油氣流等,傳感器體積受限制,需耐高壓、高溫及流體沖擊等。
⑤自校正雙渦輪型渦輪流量計:可用于天然氣等氣體流量測量,傳感器由主、輔雙葉輪組成,可由兩葉輪的轉速差自動校正流量特性的變化。
⑥廣黏度型渦輪流量計:在波特型浮動轉子壓力平衡結構基礎上擴大上錐體與下錐體的直徑,增加黏度補償翼及承壓葉片等結構措施,使傳感器適用于高黏度液體。
⑦插入型渦輪流量計:插入型流量傳感器由測量頭、插入桿、插入機構、轉換器及儀表表體等部分組成。
2、渦輪流量計按被測介質分類
①液體渦輪流量計
a、普通型渦輪流量計:適用于測量低黏度(≤5mPa·s)液體。
b、耐腐型渦輪流量計:適用于測量腐蝕性流體,如稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸等。
c、高溫型渦輪流量計:被測液體溫度在300℃以下,溫度受檢測線圈耐溫性能的限制。
d、低溫型渦輪流量計:被測液體可低至-250℃,應用于液態氧、液態氮等的測量。
e、高黏度型渦輪流量計:適應液體黏度達70~400mPa·s,通常口徑愈大黏度可愈高,同一臺傳感器,當流體黏度增大時會使線性流量的下限值提高,而范圍度縮小。
②氣體渦輪流量計
a、普通型渦輪流量計:測量潔凈氣體的流量。
b、燃氣型渦輪流量計:適用于測量石油氣、人工燃氣、天然氣及液化石油氣等,可采取自動注油器潤滑保護軸承,避免雜質進入運動部件,提高使用期限。
③按信號檢測方式分類
a、感應式渦輪流量計:渦輪流量計傳感器葉輪中嵌有永磁材料,當葉輪旋轉時磁場交替接近或遠離傳感器殼體外的檢測線圈,線圈里的感應電動勢隨之變化,此周期變化的頻率信號經放大輸出。
b、變磁阻式渦輪流量計:渦輪流量計的葉輪或輪箍由導磁材料制成,傳感器殼體外檢測線圈中裝有永磁材料,當葉輪旋轉時,線圈中的永磁材料形成的磁路因導磁葉片交替接近或遠離,磁通發生周期性變化,線圈的等效阻抗亦隨著變化,在放大電路中產生連續的脈沖波。
c、笛簧管(干簧管)式渦輪流量計:嵌在葉輪或與其同步的其他旋轉元件里的水磁材料周期性地打開或閉合傳感器殼體外笛簧管的簧片觸點,作用是使恒流或恒壓源產生電脈沖信號。
d、光電式渦輪流量計:葉輪葉片或葉輪驅動的元件隨著葉輪旋轉,周期性地遮斷光束,產生的光脈沖信號轉換成電脈沖信號。此外還有光纖傳輸方式,可以有效地提高抗干擾能力。
3、按流動方向分類
①單向型渦輪流量計:只允許流體從一個方向流入傳感器,有回流可能的場所,需加裝止回閥。
②雙向型渦輪流量計:傳感器允許流體從正反兩個方向流入,至少有兩個信號檢測器,流量積算儀能鑒別信號的相位。累積量采用“加”或“減”來處理正反兩個方向來流的總量。
4、按傳感器與管道連接方式分類
①法蘭連接型渦輪流量計:傳感器以法蘭方式與管道連接。
②螺紋連接型渦輪流量計:傳感器以螺紋方式與管道連接。
③夾裝型渦輪流量計:傳感器本身無法蘭,靠管道上法蘭夾持住傳感器的兩密封端面。
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