液体流量传感器

    涡轮流量传感器是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计，广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用，且无纤维、颗粒等杂质，工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体，对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体，可对流量计进行实液标定后使用。若与具有特殊功能的显示仪表配套，还可以进行定量控制、超量报警等，是流量计量和节能的理想仪表。     

该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号以脉冲的形式远传输出。仪表价格低廉，集成度高，体积小巧，特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。

在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

智能涡街流量计涡街流量计是根据卡门涡街原理(Kármán Vortex Street)测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。

涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，可用下式表示：

式中:为旋涡的释放频率，单位为Hz；v为流过旋涡发生体的流体平均速度，单位为m/s；d为旋涡发生体特征宽度，单位为m；St为斯特劳哈尔数（Strouhal number），无量纲，它的数值范围为0.14－0.27。

St是雷诺数的函数，。

当雷诺数Re在范围内，St值约为0.2。在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在，此时旋涡频率。

由此，通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v，再由式可以求出流量q，其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。

1.高精确度，一般可达±1%R、±0.5%R，高精度型可达±0.2%R；

2.重复性好，短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计；

3.输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强；

4.可获得很高的频率信号（3-4kHz），信号分辨力强；

5.范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10；

6.结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；

7.适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；

8.专用型传感器类型多，可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器，例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等；

9.可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便。

液体流量传感器是一种精细流量丈量外表，与相应的流量积算外表配套可用于丈量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等范畴的计量、控制系统。它是选用涡轮进行流量丈量的传感器。

液体流量传感器的作业原理是当流体流经传感器壳体时，由于叶轮的叶片与流向有必定的视点，流体的冲力使叶片具有转变力矩，战胜冲突力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速安稳，在必定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器的磁场中，旋转的叶片切开磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两头感应出电脉冲信号，此信号通过扩大器的扩大整形，构成有必定起伏的接连的矩形脉冲波，可远传至显现外表，显现出流体的瞬时流量和累计量。涡轮流量传感器广泛应用于石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体丈量中。

 关于液体流量传感器来讲，要先分析菲格瑞思涡轮流量传感器的概念,然后在运用过程中大概要注意的疑问

液体流量传感器是一种精细流量丈量外表，与相应的流量积算外表配套可用于丈量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等范畴的计量、控制系统。它是选用涡轮进行流量丈量的传感器。

液体流量传感器的作业原理是当流体流经传感器壳体时，由于叶轮的叶片与流向有必定的视点，流体的冲力使叶片具有转变力矩，战胜冲突力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速安稳，在必定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器的磁场中，旋转的叶片切开磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两头感应出电脉冲信号，此信号通过扩大器的扩大整形，构成有必定起伏的接连的矩形脉冲波，可远传至显现外表，显现出流体的瞬时流量和累计量。涡轮流量传感器广泛应用于石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体丈量中。

液体流量传感器的保护保护要注意以下几点：

1、运用时，应坚持被测介质的清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

2、涡轮流量传感器的保护周期通常为半年。检修清洁时，请注意勿损伤丈量腔内的零件，特别是叶轮。装置时请看好导向件及叶轮的方位联系。

4、涡轮流量传感器不用时，应清洁内部介质，吹干后且在传感器两头加上防护套，避免污垢进入，然后置于枯燥处保管。

5、配用的过滤器应定时清洁，不用时应清洁内部的介质，同传感器相同，加防尘套，置于枯燥处保管。

6、在传感器装置前，用口吹或手拨叶轮，使其疾速旋转调查有无显现，当有显现时再装置传感器。若无显现，应查看有关各部分，排除故障。

还有运用铜做涡轮主要原因：

一是由于铜的延展性或者说柔韧性比较好，略微变形不能将它折断。

二是作为金属它的化学性质没有铁生动。不会由于发作置换反响而腐蚀。锌合金的延展性和抗腐蚀功能大概都没有铜好。

      测量范围度窄，一般为3：1或4：1，测量的重复性、精确度在流量计中属中等水平。液体流量传感器的安装应包括节流装置、三部份。在测量流体流量时，为防止液体中有气进人并存在导压管内及防止液体中有沉淀物析出，流量计应安装在节流装置的下方，测量液体流量时为防止液体污物或灰尘进人导压管，则液体流量传感器应安装在节流装置上方，测量水蒸汽时要保持两根压管内的冷凝液柱高度相等，防止高温蒸汽与流量计直接接触。导管的材质应按被测介质的性质和参数确定，其内径不小于6mm，长度最好在16mm以内。液体流量传感器压导管应垂直或倾斜敷设，起倾斜度不小于1：12，粘度高的流体，其倾斜度应更增大。当导管长度超过30m时，导压管应分段倾斜，并在最高点与最低点装设集气器(或排气阀)和沉淀器(或排污阀)。严寒地区导管应加防冻保护，同时要防止过热，否则导管中流体汽化会产生差压。

    涡轮液体流量传感器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量Q流速V和流体密度P乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。此时叶轮叶片使检出装置中的磁路磁阻发生周周期性变化，因而在检出线圈两端感应出与流量成正比的电脉冲信号，经前置放大后送至后续电路。然后送入显示仪表，就可以实现流量的测量。流量计算式为：Q=f／K，（2-1）式中：Q——流经传感器的体积流量（L/s或m3/s）f——脉冲频率（Hz）（它同叶轮转动频率成正比关系）K——涡轮流量计的仪表系数（1/L或1/m3）

    K是涡轮传感器的重要特性参数它代表单位体积流量通过涡轮流量传感器时传感器输出的信号脉冲数。不同的仪表有不同的K，并随仪表长期使用的磨损情况而变化。尽管涡轮流量计的设计尺寸相同，但实际加工出来的涡轮几何参数却不会完全一样，因而每台涡轮传感器的仪表常数K也不完全一样，它通常是制造厂在常温下用洁净的水标定出来的

    液体流量传感器采用AT89C51单片机作为核心CPU，是一种低电压，高性能CMOS 8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，片内含有4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用高密度，非易失存储技术生产。与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元。功能强大，能够满足各种控制领域，提供给许多高性价比的应用场合。是一种灵活性高并且价廉的方案。

1.技术性能：表1

  2.测量范围及工作压力：表2

    液体流量传感器，分为有腐蚀液体流量传感器和无腐蚀液体流量传感器，这是从介质方面来分的，也是在运用选要第一个注重的事项。断定了液体的性质后，就依据咱们自身运用的需求来分，计量型液体流量传感器或是模仿量信号输出流量传感器，计量类的如今一般有脉冲信号（赛盛尔水流量传感器）的，模仿量信号输出如今较多的是开关量信号输出（如干簧管式水流开关），也能够转换成电流和电压信号，模仿量的只提供一个模仿（开关)量，不能进行计量，相对来讲较为粗豪，没有计量型的液体流量传感器的精度高，模仿量的发动流量也是开关量液体流量传感器要思考的一个事项。按精度来分，有水表级的（分B级和A级，一般是在2%到3%的差错内，是要有计量证的），超出在5%-10%电子类的如今一般用来当开关量信号运用，或是水控水加热等运用，比方电热水器，饮水机，咖啡机，燃气热水器用水流量传感器（赛盛尔水流量传感器）。一句话总结：一从介质下手，二从运用需求入水，三从精度下手，就能够选到你想要的液体流量传感器。

    由于铜的延展性或者说柔韧性比较好，略微变形不能将它折断。作为金属它的化学性质没有铁生动。不会由于发作置换反响而腐蚀。锌合金的延展性和抗腐蚀功能大概都没有铜好。配用的过滤器应定时清洁，不用时应清洁内部的介质，同传感器相同，加防尘套，置于枯燥处保管。在传感器装置前，用口吹或手拨叶轮，使其疾速旋转调查有无显现，当有显现时再装置传感器。若无显现，应查看有关各部分，排除故障。

1、运用时，应坚持被测介质的清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

2、液体流量传感器的保护周期通常为半年。检修清洁时，请注意勿损伤丈量腔内的零件，特别是叶轮。装置时请看好导向件及叶轮的方位联系。

4、涡轮流量传感器不用时， flow-meters.cn应清洁内部介质，吹干后且在传感器两头加上防护套，避免污垢进入，然后置于枯燥处保管。

5、配用的过滤器应定时清洁，不用时应清洁内部的介质，同传感器相同，加防尘套，置于枯燥处保管。

6、在传感器装置前，用口吹或手拨叶轮，使其疾速旋转调查有无显现，当有显现时再装置传感器。若无显现，应查看有关各部分，排除故障。

液体流量传感器的流量测量装置通常是由测量头、插入杆、插入机构、转换器和表体组成。测量头适用于局部流速测量的流速计，在结构上实际上就是一台流量传感器；插入杆就是连接测量头的一根导杆，导杆内可将测量头的信号电缆或测量的压力信号引至仪表表体外部；插入机构是由连接法兰、插入杆提升机构及球阀组成，可在不断流的情况下将测量头由管道内提升到表体外，以便检查维修；转换器指测量探头信号输出转换的电子部件；仪表表体对于大口径一般都不带仪表表体，而是利用工艺管道的一段作为测量管。

液体流量传感器的标准接口为查分驱动结构，通过传输线驱动器吧逻辑电平变换为电位差，完成信号传递，具有传输速率快，传递距离长，抗干扰性强的特点。允许一堆双绞线上一个发送器多个负载设备。流量传感器的波特率设置为通信线上传送的所有位信号保持一致的信号维持一段时间，每一位的宽度由数据传送速度来确定，传送速度是以每秒多少个二进制位来度量的，这个速度就是波特率。通讯中常常会有错误发生，我们可以在通讯中进行检错、纠错。纠错方法有通过奇偶校验或通过累加和校验、循环冗余校验等方法。压力损失是流量仪表出现错误时经常听到的一个词。液体流量传感器的的压力损失是指传感器都有检测件以及强制改变流向都产生不可恢复的压力损失，它将额外增加输送的动力，才能维持正常运行，若压力损失范围数值变大，就要引起注意，必要时联系厂家售后，避免造成不必要的浪费现象。

液体流量传感器的膨胀系数是指流体通过节流件，密度发生变化之后修正了流出系数的变化。有了影响因素，流量传感器就会有一定的误差：常用的流量下的误差也就是标准确定值的误差，由于流量变化值会随着密度波动，这样引起的误差。在一般的低静压高差压条件下，流量变化值有让人不容忽视的误差。流量传感器的精度会影响整体流量计的精度，把误差控制在一定范围内，才能说流量计是正常运作，如果误差过大，就是流量计出现了故障，要及时进行保修，不然会造成经济损失。

    仪表安装采用法兰连接、螺纹连接及夹装式；安装时液体流动方向应与传感器外壳上指示流向的箭头方向一致，且上游直管段应≥20dn，下游直管段应≥5dn，其中dn为管道内径；液体流量传感器应远离外界磁场，如不能避免，应采取必要的措施；为了检修时不至影响液体的正常输送，应在传感器两端的直管段外安装旁通管道；菲格瑞思LWGY系列涡轮液体流量传感器露天安装时，请做好放大器插头的防水处理；传感器与显示仪表的接线，应根据放大器的电源来选择接线方式，详见有关“使用说明书"；菲格瑞思LWGY系列涡轮液体流量传感器可水平、垂直安装，垂时流体方向必须向上。液体应充满管道，不得有气泡。安装时，液体流动方向应与传感器外壳上指示流向的箭头方向一致。传感器上游端至少应有20倍公称通径长度的直管段，下游端应不少于5倍公称通径的直管段，其内壁应光滑清洁，无凹痕、积垢和起皮等缺陷。

流量传感器有显示值但有误差，应在通电情况下关闭阀门，使流量等于零，测量“基准电压”，然后与仪表出厂时的数据相比较，若有问题，则断开电源，断开转换器，检查两电极分别对“地”（液体）的电阻，这两个值应该基本相等并在数千欧姆范围内，如电阻相差悬殊太大，则可能是一个或两个电极的平面粘附了赃物或接线端子接触 不良，若电阻值接近无穷大，则可能短路，如果电阻值接近零，则可能是电极处泄露，绝缘破坏。

    当液体流量传感器对“校验”信号有显示但对流量信号无显示时故障分析如下:可能是接线有误，或者有开路，短路，接线不良等故障。放大器有故障或损坏。转换器（线圈）开路或短路。叶轮被卡住。在管道中无流体流动或堵塞，要检查接线的正确性和接线质量。维修或更换放大器。维修或更换线圈。清洗传感器及管道。开通阀门或泵，清洗管道。当显示液体流量传感器工作不稳、计量不正确时故障分析如下：实际流量超出液体流量传感器的计量范围或不稳定。液体流量传感器系数K设置有误。液体流量传感器内挂上纤维等杂质。气体内有气泡存在液体流量传感器旁有较强的电磁场干扰。液体流量传感器轴承及轴严重磨损。液体流量传感器电缆屏蔽层或其它接地导线与线路地线断开或接触不良。显示液体流量传感器故障，排除方法：液体流量传感器使被测流量与传感器的测量范围相适应，并稳定流量，使系数K设置正确；清洗传感器；采取消气措施，消除气泡；尽量远离干扰源或采取屏蔽措施；更换“向导件”或“也轮轴”；将线接好；检修显示仪表。

为了保证液体流量传感器正常的使用，我们在选购它前需要正确的选型，主要通过流体介质的物理、化学特性，以及涡轮流量计的通径、流范围和衬里、电极材质等进行选型，以此来使用流体介质的性能和流量计量的要求。液体流量传感器在选型中，首先要考虑该介质时腐蚀性的还是无腐蚀性的，当确定了介质的性质和后，按照其本身的要求来分，可分为计量型和模拟型两种信号输出方式，对于计量类的而流量传感器主要包括脉冲信号传感器，模拟量信号主要是开关量信号输出，它可以转换成电流和电压信号。

    在国内，液体流量传感器采用接地电极结构，形成一个平衡电极表面，保证整个测量过程被限制在平衡电极表面之内进行，能很好的消除电气噪声的干扰，提供精确的测量结果。传感器大口径采用六电极结构，精确度高，最高测量精度±0.2%。在DN450以上就采用两对测量电极，一对接地电接，在任何时候都不需外加接地环。使用流量传感器时，要保持被测介质的清洁，不要含有纤维和颗粒等杂质，在开始使用时先将传感器内缓慢的充满液体，然后再开启出口阀门，严禁传感器处于没有液体状态时受到高速流体的冲击。维护周期是半年，检修清洗时，不要损伤测量腔内的零件，尤其是叶轮，安装时要考好导向件与叶轮的位置关系。传输电缆可以架空或埋地敷设。