液體渦輪流量計(jì)使用渦輪進(jìn)行測(cè)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(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總積分流量,其輸出信號(hào)為頻率,易于數(shù)字化。圖中,感應(yīng)線圈和永磁體一起固定在外殼上。當(dāng)鐵磁渦輪葉片通過(guò)磁鐵時(shí),磁路的磁阻發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。信號(hào)經(jīng)放大器放大整形后送至計(jì)數(shù)器或頻率計(jì),顯示累計(jì)總流量。同時(shí),脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率-電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)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(jì)輸出的是調(diào)頻信號(hào),不僅提高了檢測(cè)電路的抗干擾性,而且簡(jiǎn)化了流量檢測(cè)系統(tǒng)。其量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小、體積小的渦輪流量計(jì)時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
液體渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液體、液化氣、天然氣和低溫流體。
渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)為脈沖,易于數(shù)字化。渦輪流量計(jì)壓力損失小,葉片可防腐,可測(cè)量粘性和腐蝕性介質(zhì)。
創(chuàng)建一個(gè)與流速成反比的脈沖信號(hào)。當(dāng)流體流經(jīng)管道時(shí),渦輪流量計(jì)的扭轉(zhuǎn)角速度與流體流速成反比。一個(gè)渦輪被放置在管道的中心,這會(huì)引起傳感器線圈磁通的變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器,同時(shí)將脈沖信號(hào)送入頻電流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行信號(hào)放大整形,使渦輪位移計(jì)抑制摩擦力矩和流體阻力扭矩被篡改。在渦輪流量計(jì)上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)能量力矩,
對(duì)于液體渦輪流量計(jì)的葉片,當(dāng)渦輪流量計(jì)的葉片切割被殼體內(nèi)的永磁體點(diǎn)燃的磁力線時(shí),通過(guò)改變渦輪流量計(jì)的角速度會(huì)損失流體流量,并且脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電流量。流體介質(zhì)的粘度和渦輪位移計(jì)的轉(zhuǎn)速由安裝在套管外的傳感器線圈檢測(cè)。兩端由軸承支撐。因此,爭(zhēng)論通過(guò)管道的流體流動(dòng)損失是很重要的。在不確定流量區(qū)域,則指示瞬時(shí)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(jì)使用注意事項(xiàng)
1)對(duì)于無(wú)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(yùn)行一段時(shí)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(duì)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(yùn)行一段時(shí)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(duì)于低溫和高溫流體,循環(huán)前應(yīng)將管道內(nèi)的水排干。當(dāng)流量通過(guò)時(shí),以小流量運(yùn)行15分鐘,然后逐漸增加到正常流量。停流時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行,使管道溫度與環(huán)境溫度逐漸接近。
4)閥門的啟閉應(yīng)盡量平順。如果閥門的啟閉是自動(dòng)控制的,最好采用“兩級(jí)開啟、兩級(jí)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(dāng)管道壓力不高時(shí),檢查流量傳感器的下游壓力。一般來(lái)說(shuō),在操作的初始階段,觀察壓力在最大流量時(shí),傳感器的自流大于公式(6-25)的Pmin,否則應(yīng)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(jì)的一般系數(shù)K由廠家在校準(zhǔn)單上填寫給用戶,注意不要丟失。使用時(shí)要仔細(xì)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(yīng)與相應(yīng)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(zhǎng)期使用后,儀表系數(shù)K會(huì)發(fā)生變化,應(yīng)定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或離線檢查。如果測(cè)量誤差超出范圍,應(yīng)及時(shí)更換備用傳感器,并根據(jù)新傳感器的儀表系數(shù)及時(shí)復(fù)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(yùn)時(shí)),清洗管道時(shí)所用流體的流向、流量、壓力、溫度等應(yīng)滿足渦輪流量傳感器的要求。
8) 使用高溫蒸汽清洗管道時(shí),切記高溫蒸汽流過(guò)傳感器,以免損壞。
液體渦輪流量計(jì)維護(hù)和故障排除
(1) 維護(hù)
為保證渦輪流量計(jì)長(zhǎng)期正常運(yùn)行,必須經(jīng)常檢查傳感器、顯示儀表及輔助設(shè)備的運(yùn)行情況,做好維護(hù)工作,并及時(shí)排除異常情況。
1) 定期拆卸、清潔、檢查和重新校準(zhǔn)傳感器;對(duì)于主入口為潤(rùn)滑油或清洗液的傳感器,應(yīng)按說(shuō)明書要求定期注入潤(rùn)滑油或清洗液,以保持葉輪的良好運(yùn)行。若葉輪有異響,應(yīng)及時(shí)拆下傳感器內(nèi)部零件進(jìn)行檢查。當(dāng)軸承和軸磨損嚴(yán)重時(shí),應(yīng)更換并重新校準(zhǔn)。
2)監(jiān)測(cè)顯示儀表的工作狀態(tài)(撥至“自校準(zhǔn)”文件),評(píng)估顯示儀表的讀數(shù),如有異常及時(shí)檢查。
3)保持過(guò)濾器通暢,過(guò)濾器被雜質(zhì)堵塞??筛鶕?jù)進(jìn)出口壓力表讀數(shù)的增加來(lái)判斷,及時(shí)清除,否則堵塞嚴(yán)重會(huì)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(shí)不用時(shí),應(yīng)用輕油清洗干凈,兩端蓋好,防止鐵銹或雜質(zhì)進(jìn)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(wú)流量時(shí)有流量輸出信號(hào)
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(dòng)源
處理方法:遠(yuǎn)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(yán),漏水
處理方法:修理或更換閥門
2)故障現(xiàn)象:上電后無(wú)流量輸出信號(hào),有電流流過(guò)
故障原因: a.感應(yīng)線圈斷線或焊點(diǎn)脫焊
處理方法:更換感應(yīng)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(zhǔn)
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(zhǔn)
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(hào)不規(guī)則不穩(wěn)定
失敗原因: a.有強(qiáng)電干擾信號(hào)
處理方法:加強(qiáng)屏蔽接地
故障原因: B.葉輪動(dòng)平衡不良
處理方法:調(diào)整葉輪動(dòng)平衡
故障原因:c、管道、閥門、傳感器等進(jìn)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(dòng)引起葉輪抖動(dòng)
解決方案:加強(qiáng)
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