豆油流量計

豆油流量計工作原理

  當被測流體流過(guò)傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，葉輪的轉動(dòng)周期地改變磁電轉換器的磁阻值。檢測線(xiàn)圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。

豆油流量計的流量方程可分為兩種：實(shí)用流量方程和理論流量方程。

（1）實(shí)用流量方程

qv=f/K公式1qm=qvρ公式2

式中qv,qm……分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s;f……流量計輸出信號的頻率，Hz;

K……豆油流量計的儀表系數，P/m3。流量計的系數與流量（或管道雷諾數）的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2所示。由圖可見(jiàn)，儀表系數可分為二段，即線(xiàn)性段和非線(xiàn)性段。線(xiàn)性段約為其工作段的三分之二，其特性與傳感器結構尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線(xiàn)性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當流量低于傳感器流量下，儀表系數隨著(zhù)流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當流量超過(guò)流量上要注意防止空穴現象。結構相似的TUF特性曲線(xiàn)的形狀是相似的，它僅在系統誤差水平方面有所不同。

傳感器的儀表系數由流量校驗裝置校驗得出，它不問(wèn)傳感器內部流體機理，把傳感器作為一個(gè)黑匣子，根據輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉換系數，它便于實(shí)際應用。但要注意，此轉換系數（儀表系數）是有條件的，其校驗條件是參考條件，如果使用時(shí)偏離此條件系數將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類(lèi)型，管道安裝條件和流體物性參數的情況而定。

（2）理論流量方程

根據動(dòng)量矩定理可以列出葉輪的運動(dòng)方程

式中J：葉輪的慣性矩；

dw/dt：葉輪的旋轉加速度；

M1：流體的驅動(dòng)力拒；

M2：粘性阻力矩；

M3：軸承摩擦阻力矩；

M4：磁阻力矩。

當葉輪以恒速旋轉時(shí)，J(dw/dt)=0則M1=M2+M3+M4。經(jīng)理論分析與實(shí)驗驗證可得n=Aqv+B(C/qv)

式中n：葉輪轉速；

qv：體積流量；

A：與流體物性（密度、粘度等），葉輪結構參數（葉片傾角、葉輪直徑、

流道截面積等）有關(guān)的系數；

B：與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數；

C：與摩擦力矩有關(guān)的系數。

國內外學(xué)者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結構及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動(dòng)力學(xué)特性仍舊不很清楚，它與流體物性及流動(dòng)特性有復雜的關(guān)系。比如當流場(chǎng)有旋渦和非對稱(chēng)速度分布時(shí)水動(dòng)力學(xué)特性就非常復雜。不能用理論式推導儀表系數，儀表系數仍需由實(shí)流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實(shí)用意義，它可用于指導傳感器結構參數設計及現場(chǎng)使用條件變化時(shí)儀表系數變化規律的預測和估算。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

1.高精確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；

2.重復性好，短期重復性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復性，如經(jīng)常校準或在線(xiàn)校準可得到的精確度，在貿易結算中是優(yōu)先選用的流量計；

3.輸出脈沖頻率信號，適于總量計量及與計算機連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強；

4.可獲得很高的頻率信號（3~4kHz），信號分辨力強；

5.范圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；

6.結構緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；

7.適用高壓測量，儀表表體上不必開(kāi)孔，易制成高壓型儀表；

8.專(zhuān)用型傳感器類(lèi)型多，可根據用戶(hù)特殊需要設計為各類(lèi)專(zhuān)用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專(zhuān)用型等；

9.可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價(jià)格低，可不斷流取出，安裝維護方便。

基本參數與技術(shù)性能

技術(shù)性能

儀表口徑及連接方式

4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接（15、20、25、32、40）50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接

精度等級±1%R、±0.5%R、±0.2%R（需特制）

量程比1:10；1:15；1:20

儀表材質(zhì)304不銹鋼、316（L）不銹鋼等

被測介質(zhì)溫度（℃）-20～＋120℃

環(huán)境條件溫度－10～+55℃，相對濕度5％～90％，大氣壓力86～106Kpa

輸出信號傳感器：脈沖頻率信號，低電平≤0.8V高電平≥8V變送器：兩線(xiàn)制4~20mADC電流信號

供電電源傳感器：+12VDC、+24VDC（可選）變送器：+24VDC現場(chǎng)顯示型：儀表自帶3.2V鋰電池

信號傳輸線(xiàn)STVPV3×0.3（三線(xiàn)制），2×0.3（二線(xiàn)制）傳輸距離≤1000m

信號線(xiàn)接口

基本型：豪斯曼接頭，防爆型：內螺紋M20×1.5防爆等級

基本型：非防爆產(chǎn)品，防爆型：ExdIIBT6

防護等級IP65

智能一體化豆油流量計

采用的超低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現場(chǎng)顯示，具有機構緊湊、讀數直觀(guān)清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。儀表具備儀表系數三點(diǎn)修正，智能補償儀表系數非線(xiàn)性，并可進(jìn)行現場(chǎng)修正。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)流量（4位有效數字）及累積流量（8位有效數字，帶清零功能）。所有有效數據掉電后保持10年不丟。該類(lèi)豆油流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。該類(lèi)豆油流量計按照供電方式、是否具備遠傳信號輸出可分為L(cháng)WGY-□B型和LWGY-□C型。LWGY-□B型：供電電源采用3.2V10AH鋰電池（可連續運行4年以上）；無(wú)信號輸出功能。LWGY-□C型：供電電源采用24VDC外供電，輸出4-20mA標準兩線(xiàn)制電流信號，并可根據不同的現場(chǎng)需要，可增加RS485或HART通訊。

使用注意事項

（1）投入運行的啟閉順序

未裝旁路管的流量傳感器，先以中等開(kāi)度開(kāi)啟流量傳感器上游閥，然后緩慢開(kāi)啟下游閥。以較小流量運行一段時(shí)間（如10分鐘），然后全開(kāi)上游閥，再開(kāi)大下游閥開(kāi)度，調節到所需正常流量。裝有旁路管的流量傳感器，先全開(kāi)旁路管閥，以中等開(kāi)度開(kāi)啟上游閥，緩慢開(kāi)啟下游閥，關(guān)小旁路閥開(kāi)度，使儀表以較小流量運行一段時(shí)間。然后全開(kāi)上游閥，全關(guān)旁路閥（要保證無(wú)泄漏），最后調節下游閥開(kāi)度到所需的流量。

（2）低溫和高溫流體的啟用

低溫流體管道在通流前要排凈管道中的水分，通流時(shí)先以很小流量運行15分鐘，再漸漸升高至正常流量。停流時(shí)也要緩慢進(jìn)行，使管道溫度和環(huán)境溫度逐漸接近。高溫流體運行與此相類(lèi)似。

（3）其他注意事項

啟閉閥應盡可能平緩，如采用自動(dòng)控制啟閉，用“兩段開(kāi)啟，兩段關(guān)閉”方式，防止流體突然沖擊葉輪甚至發(fā)生水錘現象損壞葉輪。檢查流量傳感器下游壓力。當管道壓力不高，在投入運行初期觀(guān)察流量下傳感器下游壓力是否大于公式5計算的pmin，否則應采取措施以防止產(chǎn)生氣穴。流量傳感器的儀表系數是經(jīng)過(guò)標準裝置校驗后，供給用戶(hù)校驗單上寫(xiě)明的，謹防丟失。傳感器長(cháng)期使用因軸承磨損等原因，儀表系數會(huì )發(fā)生變化，應定期進(jìn)行離線(xiàn)或在線(xiàn)校驗。若流量超出允許范圍，應更換傳感器。有些測量對象，如輸送成品油管線(xiàn)更換油品或停用時(shí)，需定期進(jìn)行掃線(xiàn)清管工作。掃線(xiàn)清管所用流體的流向、流量、壓力和溫度等均應符合豆油流量計的規定，否則會(huì )引起精確度降低甚至損壞。

為保證流量計長(cháng)期正常工作，要加強儀表的運行檢查，一旦發(fā)現異常及時(shí)采取措施排除。監測葉輪旋轉情況，如聽(tīng)到異常聲音，用示波器監測檢測線(xiàn)圈輸出波形，如有異常波形，應及時(shí)卸下檢查傳感器內部零件。如懷疑有不正?，F象應及時(shí)檢查。保持過(guò)濾器暢通，過(guò)濾器可從出入口壓力計的壓差來(lái)判斷是否堵塞。要定期排放消氣器中從液體逸出的氣體等等。

豆油流量計常見(jiàn)故障及處理方法

故障現象:流體正常流動(dòng)時(shí)無(wú)顯示，總量計數器字數不增加

可能原因:

1）檢查電源線(xiàn)、保險絲、功能選擇開(kāi)關(guān)和信號線(xiàn)有無(wú)斷路或接觸不良

2）檢查顯示儀內部印刷版，接觸件等有無(wú)接觸不良

3）檢查檢測線(xiàn)圈

4）檢查傳感器內部故障，上述1）~3）項檢查均確認正?；蛞雅懦收?，但仍存在故障現象，說(shuō)明故障在傳感器流通通道內部，可檢查葉輪是否碰傳感器內壁，有無(wú)異物卡住，軸和軸承有無(wú)雜物卡住或斷裂現象

消除方法:

1）用歐姆表排查故障點(diǎn)

2）印刷板故障檢查可采用替換“備用版”法，換下故障板再作細致檢查

3）做好檢測線(xiàn)圈在傳感器表體上位置標記，旋下檢測頭，用鐵片在檢測頭下快速移動(dòng)，若計數器字數不增加，則應檢查線(xiàn)圈有無(wú)斷線(xiàn)和焊點(diǎn)脫焊

4）去除異物，并清洗或更換損壞零件，復原后氣吹或手撥動(dòng)葉輪，應無(wú)摩擦聲，更換軸承等零件后應重新校驗，求得新的儀表系數

故障現象:未作減小流量操作，但流量顯示卻逐漸下降

可能原因:按下列順序檢查：

1）過(guò)濾器是否堵塞，若過(guò)濾器壓差增大，說(shuō)明雜物已堵塞

2）流量傳感器管段上的閥門(mén)出現閥芯松動(dòng)，閥門(mén)開(kāi)度自動(dòng)減少

3）傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進(jìn)入異物，阻力增加而減速減慢

消除方法:

1）清除過(guò)濾器

2）從閥門(mén)手輪是否調節有效判斷，確認后再修理或更換

3）卸下傳感器清除，必要時(shí)重新校驗

故障現象:流體不流動(dòng)，流量顯示不為零，或顯示值不穩

可能原因:

1）傳輸線(xiàn)屏蔽接地不良，外界干擾信號混入顯示儀輸入端

2）管道振動(dòng)，葉輪隨之抖動(dòng)，產(chǎn)生誤信號

3）截止閥關(guān)閉不嚴泄漏所致，實(shí)際上儀表顯示泄漏量

4）顯示儀內部線(xiàn)路板之間或電子元件變質(zhì)損壞，產(chǎn)生的干擾

消除方法:

1）檢查屏蔽層，顯示儀端子是否良好接地

2）加固管線(xiàn)，或在傳感器前后加裝支架防止振動(dòng)

3）檢修或更換閥

4）采取“短路法”或逐項逐個(gè)檢查，判斷干擾源，查出故障點(diǎn)

故障現象:顯示儀示值與經(jīng)驗評估值差異顯著(zhù)

可能原因:

1）傳感器流通通道內部故障如受流體腐蝕，磨損嚴重，雜物阻礙使葉輪旋轉失常，儀表系數變化葉片受腐蝕或沖擊，頂端變形，影響正常切割磁力線(xiàn)，檢測線(xiàn)圈輸出信號失常，儀表系數變化；流體溫度過(guò)高或過(guò)低，軸與軸承膨脹或收縮，間隙變化過(guò)大導致葉輪旋轉失常，儀表系數變化

2）傳感器背壓不足，出現氣穴，影響葉輪旋轉

3）管道流動(dòng)方面的原因，如未裝止回閥出現逆向流動(dòng)旁通閥未關(guān)嚴，有泄漏傳感器上游出現較大流速分布畸變（如因上游閥未全開(kāi)引起的）或出現脈動(dòng)液體受溫度引起的粘度變化較大等

4）顯示儀內部故障

5）檢測器中永磁材料元件時(shí)效失磁，磁性減弱到一定程度也會(huì )影響測量值

6）傳感器流過(guò)的實(shí)際流量已超出該傳感器規定的流量范圍

消除方法:

1）~4）查出故障原因，針對具體原因尋找對策

5）更換失磁元件

6）更換合適的傳感器