浅谈涡轮流量计的使用与维护

涡轮流量计作为一种速度式流量计，具有着测量精度高、测量范围广、适用性强、反应速度快、可操作性强、价格低廉的优点，被广泛的应用与工业生产的各个领域中。本文首先对涡轮流量计的工作原理进行了简述，然后对涡流流量计的选型以及安装和使用过程中的注意事项进行了阐述，最后对涡轮流量计的常见故障和异响进行了分析，并探寻了其解决及维护方法，以期为今后的工作提供一定的技术支持。

引言

流量测定在工业生产中占有着至关重要的作用，测量市场中流量计的类型多种多样，而且每一类的流量计的使用方法及注意事项均有一定的差异，若是使用不当，将会影响到最后的计量结果，给计量工作带来麻烦，甚至可能导致严重的后果。涡轮流量计是在工业生产中应用最为广泛的一种流量计，应保证其正常的使用方式，并进行适当的维护，保证计量结果的准确性。

1. 涡轮流量计的工作原理

涡轮流量计是由涡轮流量传感器、前置放大器、显示仪表等几个部件组成，被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮发生旋转，涡轮旋转的速度与流量成正相关，即流量越大，涡轮旋转的速度也越快，涡轮转速经检流器可以转换为具有一定频率的脉冲信号，经前置放大器放大后，即可送入显示仪表进行计数与显示，根据单位时间内脉冲数及累计脉冲数即可求出流体的瞬时流量和累积流量。涡轮流量传感器的工作原理如下：当流体沿管道轴向进行流动时，会与涡轮叶片发生冲击，便有一定的力作用于叶片上，该力与流体的密度、流速流量成正相关，并推动涡轮发生旋转，在涡轮进行旋转的同时，叶片会对电磁铁产生的磁力线进行周期性的切割，根据电磁感应原理，在线圈磁通量发生变化时，会在线圈内产生感应电动势，并发射脉冲信号，此脉冲信号的频率与流体的流量成正相关，便有：Q=f/k。其中:Q 是流经变送器的流量（L/s）；f 是电脉冲频率;k 是仪表系数,次/升。K 是涡轮传感器的一项重要运行参数，它能够反应出，每平方米或者每升流量可以产生几个脉冲，不同的仪表 K 不尽相同，而且还会随着仪表使用过程中的磨损情况而发生变化，虽然涡流流量计的具有相同的设计尺寸，但是却无法保证在加工过程中具有相同的几何参数，这也就会导致每台涡轮流量传感器的仪表系统不完全一致，仪表系数 K 在出厂时，均会由厂家在常温纯水中标定出来。

2 涡轮流量计及其显示仪表的选型

2.1 涡轮流量计选型

涡轮流量计的种类多种多样，材质也各不相同，因此在进行选择时要根据自身的实际需求选择各位合适的流量计，一般情况下，涡轮流量计主体材料可以选择 316 不锈钢材料，可以增强其防腐能力，若其被设置在防爆区，则必须具有防爆结构。涡轮流量计的轴承往往采用碳化钨、聚四氟乙烯、碳石墨三种规格，其中碳化钨具有极高的精度，可以用于标准件的工业控制，而聚四氟乙烯和碳化墨具有较高的防腐性，优先应用于化工场所，轴承的使用年限与流速成反比，应尽量将流速控制在最大流速的 1/3，这样能最大程度的增加轴承的使用年限。感应探头的主要作用是对转动体进行检测并将其转化为脉冲信号，电磁线圈电压输出值可近似为正弦曲线，脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化，其典型的范围为 100:1、25:1、10:1，电磁线圈的电阻不得大于 2000Ω，否则将会感应探头的损坏。

2.2 涡轮流量计显示仪表选型涡轮流量计显示仪表的主要作用是将单位时间输出的

脉冲数和输出脉冲总数转换成单位时间流量和总流量，并显示出来。经前置放大器的脉冲信号，无论是振幅还是波形都处在不规则状态下，所有进入显示仪表后，需先进行脉冲信号的规则化，形成具有一定振幅的矩形脉冲信号，然后再经特定的转换电路，将频率信号转化为电流信号，再转化为瞬时流量值，而总流量值需经过积算电路进行转换，在实际的应用中，我们可以根据需求就地显示，或者是将信号送至 DC中显示。

3 涡轮流量计的安装及使用中注意事项

3.1 涡轮流量计安装过程的注意事项

涡轮流量传感器的电源线应选择金属屏蔽线，并保证接地措施稳定可靠，选用电压为 21v、阻抗为 650Ω的直流电源；流量传感器应采用水平安装的形式，杜绝进行垂直安装并确保流量传感器的前后有一定长度的直管段；在进行安装作业时，需要保证涡轮流量计前后管道法兰处于水平状态，这样才能保证测量过程不受管道压力影响，保证测量的准确度；流量传感器与前后直管段要采取同轴安装的方式，要防止密封垫安装过程中进入管内；若是被测流体内含有杂质，为了防止流量传感器的轴承和叶片受到损伤，需要在直管段前安装过滤器，若是流体中含有一定程度的有力气体，则需要安装消声器；流量传感器的输出信号要采用屏蔽电缆进行传输，并确保接地效果良好；要按照仪表外壳的箭头方向进行安装，保证其与流体流动方向一致；被测介质不得对流量计的各部件有腐蚀作用，尤其是轴承，否则需要采取有效的防护措施。

3.2 涡轮流量计使用过程注意事项

在涡轮流量计投产之前，需要对其参数进行设定，并要做详尽的检查，保证仪表接线正确及接地措施稳定可靠，然后才可以进行通电运行；在进行涡轮流量计的拆除时，要保证磁感部分不受碰撞，否则将会影响流量计的性能。

4 涡轮流量计常见故障及解决方法

涡流流量计常见故障及解决方法如表 1 所示。

5 涡轮流量计异响情况分析及维护措施

5.1 涡轮流量计使用过程中的异响分析因为在运行中，涡轮流量传感器的叶轮在不锈钢内部做

高速旋转，因此只能通过排量变化及运行时的响声来判断流量计是否处于正常的工作状态，出现异响的原因主要有以下几个方面：一是前导向架未固定住；二是橡胶轴承变形或破裂；三是轴与钢珠弹子间隙设置不当。

5.1.1 前导向架未固定住前导向架未固定住，会导致前导向架的三角爪与台阶面

存在细小的间隙，在流体的冲击下，三角爪就会与台阶发生撞击，产生碰撞声与刮擦声，当撞击一段时间后，三角爪边缘就会发生变形， 导致前导向架发生倾斜，与台阶面发生不断的撞击，不仅会导致台阶面出现凹槽，流量计壳体的前半部分会出现连续刺耳的响声。

5.1.2 橡胶轴承变形或破裂

当前导向架未固定住或者是轴太短，会导致叶轮发生非正常的旋转，造成支撑轴的橡胶轴受力不均，在外环境温度较高并长期处于受力不均的状态下，会造成橡胶轴承发生变形或者破裂。由于叶轮与涡轮流量传感器壳体的间隙很小，这种情况会造成两者之间发生刮擦，并在前置放大器处会发出连续刺耳的响声，在内壁上会出现明显的刮痕。

5.1.3 轴与钢珠弹子间隙设置不当

涡流变送器是通过轴高速旋转对磁感线进行切割而产生感应电流的，因此保证轴平稳的旋转是重中之重，应合理的控制轴与钢珠弹子之间的距离，若是间距过小，轴旋转会遇到过大的阻力，导致小流量的流体测量时误差较大；若是间距过大则，在排量发生变化时，轴无法保证在水平状态下旋转，这就会导致叶轮容易与不锈钢壳体发生刮擦而引起异响。在放置前置钢珠弹子需要遵循大弹珠与小弹珠分别放置在前导向架和后导向架中的原则，若是将大弹珠放置于后导向架中，则会导致橡胶轴中心孔长度过短，容易引起橡胶轴发生形变或者破裂而引起异响，另一方面，若是弹子过大会导致其旋转困难，容易导致轴长期作用于钢珠弹子的同一位置而引起形变。

5.2 涡轮流量计异响的维护措施

通过上文可知，前导向架的台阶面发生凹陷时将会引起加大异响，而且还会影响到涡涡轮流量传感器的正常工作，目前针对台阶面的凹槽，常采用铣刀将台阶面进行平整，而由于导向架内径、轴长和压环高度的限制，该方法无法对轴和钢珠弹子之间的缝隙进行有效的调整。另外还有两种方式可供选择，第一种方式为焊条电焊，可以将台阶面焊平，但是在流体的冲击下，容易恢复原样，因此不适于长期使用。

另一种方法是对涡轮流量计壳体进行调整，两种壳体最大的区别就是前置放大器的安装位置不同，现有壳体是安装在同一圆周上，而构想中的壳体是安装在同一直线上，在现有壳体上进行改装即可。这样做主要是因为在流量计的运行时，其后导向架始终会受到一个向前的作用力，当排量变化时，后导向架的侧棱可以起到支撑作用，保证轴在排量变化时不发生偏离水平的旋转，保证流量计的正常运行，这样不但可以使废物得到再利用，有效节省成本，而且还能保证测量的稳定性与准确性。

6.结语

流量测量在工业生产中具有重要的作用 ，涡轮流量计是较为常见的一种流量计，犹豫期精度高、线性范围宽等优势被广泛使用。要针对生产需要选择适合的涡轮流量计类型，并对其常见故障进行定期维护保养，确保流量计测量的准确性，发挥其最大价值。。