智能式涡轮流量计的安装与维护研究

智能式涡轮流量计是在流量、温度、压力一体化传感器的基础上，配备智能流量积算仪，可以对流体的温度和压力进行自动补偿运算和计量的新型速度式流量测量仪表。从仪表的结构原理和特点出发，提出了智能式涡轮流量计的安装、使用与维护时应该注意的事项。

引言

智能式涡轮流量计是一种精密流量测量仪表，配以相应的流量积算仪表，可以测量流体的总量。在石油、化工、冶金、轻工及科研等领域的计量和控制系统中有着广泛的应用，如配备上卫生接头，还可以应用于制药和食品行业。

1.智能式涡轮流量计的结构与特点

1）智能式涡轮流量计的结构原理。

涡轮流量计的结构原理如图 1 所示。主要由壳体、导流器、涡轮、轴承、磁电转换器、放大转换电路、智能单元和显示单元等部分组成。在管道中心，通过支架将一对轴承固定在管中心轴线上，涡轮安装在轴承上。在涡轮上下游的支架上装有呈辐射形的整流板，对流体起导向作用，以避免流体自旋而改变对涡轮叶片角度的作用。在涡轮上方机壳外部装有传感线圈、微处理器智能单元、LCD 显示器和接线盒等。

当被测流体通过管道流入机壳的进口时，由于涡轮的叶片与流体流向之间有一个倾角，流体冲击涡轮叶片而产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而转动。实践证明，在一定的流量范围内，对一定黏度的流体，涡轮的转速与流经涡轮的流体流量成正比。所以，可以通过测量涡轮的转速来测量流体的流量。

涡轮的转速一般是通过装在机壳外的磁电转换器来检测的。当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起电感线圈中的磁通变化。电感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入放大转换电路，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号。将此脉冲信号送入频率—电流转换电路和单片机智能单元作运算处理，存储实时数据，由 LCD液晶显示器现场显示流体的流量和累积总量，并可

输出与流量成比例的脉冲信号或 4~20 mA.DC 电流信号，用于流量的远程显示与控制，必要时还可进行网络通信。

2）智能式涡轮流量计的主要特点。

智能式涡轮流量计由于采用微处理器技术和LCD 液晶显示技术等新技术，与传统的模拟式流量计相比，具有测量准确度高，量程比宽，适应性强，数字信号输出、显示和管理更加灵活，实时数据存储与处理、安装使用维护方便等特点。

2.智能式涡轮流量计的安装

智能式涡轮流量计在工艺管道上安装时，需要注意以下几点。

1）涡轮流量计应水平安装，流体流向必须和箭头指向一致，安装处的环境温度为 20~120 ℃ ，相对湿度不超过 80%。

2）和涡轮流量计相连接的前后管道的内径应与流量计口径一致。流量计前直管段长度 L 1≥ 20D(D  为流量计接管口径)，流量计后直管段长度 L 2≥15D 。

3）为了消除杂质，流量计前应装有过滤器。为了减少由管道上游带来的旋回流的干扰及减小流量计前后所需的直管段长度，需要安装整流器。凡测易气化的液体时，应安装消气器，以消除管道内气体，提高测量精确度，延长流量计使用的生命周期。

4）工艺管道中心和流量计中心保持一致。管道和流量计连接处不得有凸出物伸入管道内，以免改变管道截面和流量计进口流场分布。

5）为了减少来自上游的流场干扰，控制阀应置于流量计下游侧，以利于流量的平稳控制。单独设置的压力表可设置在流量计的进口或出口处；单独设置的温度计应设置在流量计的下游处。

6）在测量单向流体流量的场合，应在流量计的下游处设一单向阀（止逆阀），以防止因流体的反冲现象而影响流量计特性。

7）在流量计安装过程中，应尽量减小应力，以避免由于安装应力所引起的变形和热胀冷缩所引起的畸变。

8）在可能的条件下，希望设置旁路管道。这样既可在启动时起保护作用，又可以在维修时不影响流体的正常输送。

9）对不带前置放大器的流量计，其流量计和前置放大器之间的间距不得超过 3~5 m，应该采用屏蔽电缆将流量计的输出信号传送至前置放大器的输入端。对带前置放大器的流量计，应采用四芯屏蔽电缆，将其输出信号传输到流量指示积算仪。

10）应保证流量计有良好的接地，以保证流量计的正常工作和安全运行。

11）安装流量计前，应将管道内铁屑、焊渣和杂物消除干净。启动仪表前，应排除管道内气体。启动仪表时，管路阀门不宜开得过大过快，应避免过载流量流经流量计而使仪表受损。

12）智能式流量指示积算显示仪表应水平放置或水平安装在仪表屏上，安装高度应以读数和操作方便为准，一般为 1.5 m 左右。

3.智能式涡轮流量计的使用和维护

3.1 适用场合

智能式涡轮流量计可用于测量水、轻质油品、石油溶剂、酸类、碱类、液态氧、液态氮、液态氢以及空气、氧气等介质的流量。而最宜测量的介质是比较洁净的低黏度液体，尤其适合测量脉动流体的流量。

3.2 运行与维护

1）在需要清洗工艺管道时，清洗液体不能直接通过流量计。应该打开旁路阀，让清洗液体流经旁路管线来完成工艺管道清洗工作。

2）管道系统启动时应当先开旁路管线，以防止因流速突然增加使涡轮因转速过大而损坏流量计。

3）在使用涡轮流量计之前，应该仔细阅读产品使用说明书，以保证对仪表事先有全面的了解。

4）要求被测介质洁净以减少轴承磨损。尽管在流量计前加装了过滤器，但仍有杂质进入表内而造成磨损，为此需定期检修，一旦有卡阻现象应立即清洗，以确保计量结果的准确性。

5）工艺介质的密度和黏度变化对仪表测量结果有影响。当测量液体介质流量时，其温度与压力的变化对其密度影响很小，一般可忽略不计；但当测量气体介质流量时，其温度、压力改变后对气体的密度影响很大，这时需对其介质的密度进行温、压补偿，以实现被测介质流量的准确检测或计量。除关注被测介质的密度变化对仪表测量结果的影响外，还应注意被测介质黏度的变化。当被测介质黏度的变化较大时，应将流量计予以重新标定后方可使用。

6）涡轮流量计不能垂直安装。当测量管道有弯曲现象时，将会引起流体的旋转，影响涡轮转数改变，使仪表的测量误差增大。

4 结语

智能式涡轮流量计是以微处理器为基础的准确度较高的新型流量检测仪表，处理好安装、使用和维护等方面的问题，是充分发挥仪表作用的关键。