渦輪流量計(jì)流量傳感器產(chǎn)品簡(jiǎn)介
采用渦輪進(jìn)行測(cè)量的流量計(jì)。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成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)流量和總的積算流量，其輸出信號(hào)為頻率，易于數(shù)字化。感應(yīng)線圈和磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)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)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過(guò)頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過(guò)的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號(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)。它的量程比可達(dá)10:1，精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。
在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是繼孔板流量計(jì)之后的第二個(gè)法定天然氣流量計(jì)，已經(jīng)發(fā)展為多品種、全系列，多規(guī)格，批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范亦十分完備，但亦有不足之處：對(duì)測(cè)量介質(zhì)潔凈度要求較高，使用期限受到限制。不過(guò)據(jù)國(guó)外使用部門(mén)稱：曾對(duì)240臺(tái)使用8~15年的流量計(jì)進(jìn)行周期檢定，發(fā)現(xiàn)儀表準(zhǔn)確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計(jì)，在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開(kāi)截止閥條件下，只需要2D直管段長(zhǎng)度，對(duì)于城市用安裝空間窄小的，它是很突出的特點(diǎn)。
渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類,當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，同時(shí)，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào)，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比。
各種流量計(jì)中渦輪流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類重復(fù)性、精確度的產(chǎn)品，而渦輪流量計(jì)又具有自己的特點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過(guò)的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。至今，這類流量計(jì)產(chǎn)品可達(dá)技術(shù)參數(shù)：口徑4-750mm，壓力達(dá)250MPa，溫度為-240-700℃，像這樣的技術(shù)參數(shù)其他兩類流量計(jì)則是難以達(dá)到的。
渦輪流量計(jì)流量傳感器廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國(guó)外液化石油氣、成品油和輕質(zhì)原油等的轉(zhuǎn)運(yùn)及集輸站，大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算。在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是僅次于孔板流量計(jì)的天然氣計(jì)量?jī)x表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺(tái)各種尺寸，壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì)，他們已成為優(yōu)良的天然氣流量計(jì)。 盡管渦輪流量計(jì)的優(yōu)良計(jì)量特性受到人們的青睞，可是給人的印象是由活動(dòng)部件，使用期短，在選用時(shí)不免躊躇，經(jīng)過(guò)人們的不懈努力，應(yīng)該說(shuō)情況大有改觀。 渦輪流量計(jì)作為通用的流量計(jì)，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、全系列、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模。
應(yīng)該指出，渦輪流量計(jì)除前述工業(yè)部門(mén)大量應(yīng)用外，在一些特殊部門(mén)亦得到廣泛應(yīng)用，如科研實(shí)驗(yàn)、國(guó)防科技、計(jì)量部門(mén)，這些領(lǐng)域的使用恰好避開(kāi)了其弱點(diǎn)（不適于長(zhǎng)期連續(xù)使用），充分發(fā)揮其特點(diǎn)（高精度，重復(fù)性好，可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件）。在這些領(lǐng)域，大多是根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特殊要求進(jìn)行專門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它們是專用儀表不進(jìn)行批量生產(chǎn)。
基本型
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能，僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)（4-20mA）；儀表價(jià)格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。
智能
一體化渦輪流量計(jì)，采用的超低功耗單片微機(jī)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(xiàn)場(chǎng)顯示，具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、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(shù)三點(diǎn)修正，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性，并可進(jìn)行現(xiàn)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(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品，防爆等級(jí)為：ExdIIBT6。
引智能
該系列流量計(jì)采用的超低功耗單片微機(jī)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，通過(guò)微處理單元對(duì)由溫度和壓力檢測(cè)模擬通道、流量傳感器通道采集的信號(hào)按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償，自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正，在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)（瞬時(shí)流量、日累積流量、總累積流量、溫度、壓力、時(shí)間、日期、電池電量）直觀的顯示出來(lái)，并可輸出工況、標(biāo)況脈沖信號(hào)、4-20mA、RS485、IC卡信號(hào)等多種通訊信號(hào)。儀表采用內(nèi)置鋰電池和外供24VDC雙供電方式，當(dāng)用戶不需要任何信號(hào)輸出功能時(shí)可不用對(duì)儀表24VDC外供電，儀表自動(dòng)切換到內(nèi)置鋰電池供電，電池電量可連續(xù)工作3年以上。該類渦輪流量計(jì)為防爆產(chǎn)品，防爆等級(jí)為：ExdIIBT6。
智能氣體
智能氣體渦輪流量計(jì) [1]  是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表技術(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開(kāi)發(fā)的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計(jì)量?jī)x表，具有出色的低壓和高壓計(jì)量性能，多種信號(hào)輸出方式以及對(duì)流體擾動(dòng)的低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計(jì)量。 該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能，僅將流量信號(hào)以脈沖信號(hào)的方式遠(yuǎn)傳輸出。儀表價(jià)格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品，防爆等級(jí)為：ExdIIBT6。
新版液體
新版液體渦輪流量計(jì)是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表技術(shù)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕巧，精度高，重復(fù)性好，反應(yīng)靈敏，安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)的新一代渦輪流量計(jì)，廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cc18Ni8Ti，2Cr13及剛玉AI3O3硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無(wú)纖維，顆粒等雜志，工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5×10-6m2/s的液體，對(duì)于運(yùn)動(dòng)粘度大于5×10-6m2/s的液體，可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)液標(biāo)定后使用，若于具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進(jìn)行定量控制，超量報(bào)警燈，是流量計(jì)和節(jié)能的理想儀表。
傳感器
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能，僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)（4-20mA）；儀表價(jià)格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。
該類渦輪流量產(chǎn)品均分為基本型和防爆型（ExdIIBT6）兩種。
按照不同的輸出信號(hào)，該類產(chǎn)品可分為L(zhǎng)WGY-□N型和LWGY-□A型
LWGY-□N型傳感器：12～24VDC供電，三線制脈沖輸出，高電平≥8V，低電平≤0.8V；信號(hào)傳輸距離≤1000米；
LWGY-□A型變送器：24VDC供電，二線制4-20mA 輸出，信號(hào)傳輸距離≤1000。
智能一體化渦輪流量計(jì)
采用的超低功耗單片微機(jī)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(xiàn)場(chǎng)顯示，具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、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(shù)三點(diǎn)修正，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性，并可進(jìn)行現(xiàn)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(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計(jì)均為防爆產(chǎn)品，防爆等級(jí)為：ExdIIBT。
該類渦輪流量計(jì)按照供電方式、是否具備遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出可分為L(zhǎng)WGY-□B型和LWGY-□C型
LWGY-□B型：供電電源采用3.2V10AH鋰電池（可連續(xù)運(yùn)行4年以上）； 無(wú)信號(hào)輸出功能。
LWGY-□C型：供電電源采用24VDC外供電，輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)兩線制電流信號(hào)，并可根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)需要，可增加RS485或HART通訊。
工作原理
渦輪流量計(jì)的工作原理 [2]  ：流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電
脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比，流量方程為：Q=3600×f/k
式中：

f——脈沖頻率[Hz]；
k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m]，由校驗(yàn)單給出。若以[1/L]為單位Q=3.6×f/k
Q——流體的瞬時(shí)流量（工作狀態(tài)下）[m3/h]；
3600——換算系數(shù)。
每臺(tái)傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫(xiě)在檢定證書(shū)中，k值設(shè)入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。
組成
渦輪流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)，也叫葉輪式流量計(jì)。葉輪式流量計(jì)是利用置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成比例的關(guān)系，通過(guò)測(cè)量葉輪的轉(zhuǎn)速來(lái)反映通過(guò)管道的流體體積流量大小，是流量?jī)x表中比較成熟的高準(zhǔn)確度儀表之一。渦輪流量計(jì)一般由下列典型五個(gè)部分組成：
1．表體
表體的材料一般為鋼或者是鑄鐵，其兩端為法蘭連接。小口徑表也有采用螺紋接口方式。
2．測(cè)量的組件
渦輪上有經(jīng)過(guò)精密加工的葉片，它與一套減速齒輪和軸承一起構(gòu)成測(cè)量組件，支攆渦輪的兩個(gè)高精度不銹鋼自潤(rùn)滑軸承保證該組件有較長(zhǎng)的使用壽命。渦輪流量計(jì)亦可選用外部潤(rùn)滑油泵潤(rùn)滑軸承，但注意不能過(guò)量。
3．計(jì)數(shù)器
計(jì)數(shù)器面板上有以下重要信息：
(1)最大工作溫度及壓力：
（2)計(jì)量及最小和最大流量等級(jí)
（3）產(chǎn)品型號(hào)及編號(hào)
（4）防爆等級(jí)和標(biāo)志
（5）低頻或高頻脈沖所對(duì)應(yīng)流體的當(dāng)量以及接線方式。
4．整流器
整流器用以使流體流過(guò)渦輪流量計(jì)時(shí)處于規(guī)則狀態(tài)，從而消除擾動(dòng)對(duì)計(jì)量無(wú)利影響。高計(jì)量精準(zhǔn)度。
5．磁耦合傳動(dòng)的裝置
該裝置將處于大氣環(huán)境中的計(jì)數(shù)器部分與被測(cè)量氣體分離開(kāi)來(lái)，并將測(cè)量組件的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給計(jì)數(shù)器。