涡轮流量计

涡轮流量计采用涡轮进行测量的流量计。它先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量，其输出信号为频率，易于数字化。图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时，磁路的磁阻发生变化，从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形，送到计数器或频率计，显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率－电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量，叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号，不仅提高了检测电路的抗干扰性，而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1，精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。

在欧洲和美国涡轮流量计是继孔板流量计之后的第二个法定天然气流量计，已经发展为多品种、全系列，多规格，批量生产规模的天然气流量计。标准规范亦十分完备，但亦有不足之处：对测量介质洁净度要求较高，使用期限受到限制。不过据国外使用部门称：曾对240台使用8~15年的流量计进行周期检定，发现仪表准确度的偏移仍在规定范围内。另外，采用一种高效整流作用的整流器与涡轮流量传感器耦合成结构一体化的气体涡轮流量计，在上游侧阻流件为弯头或有半开截止阀条件下，只需要2D直管段长度，对于城市用安装空间窄小的，它是很突出的特点。

涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时，在流体的作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，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，即电脉冲信号，此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

各种流量计中涡轮流量计、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确度最佳的产品，而涡轮流量计又具有自己的特点，如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、高压和低温）等。至今，这类流量计产品可达技术参数：口径4-750mm，压力达250MPa，温度为-240-700℃，像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。

涡轮流量计广泛应用于以下一些测量对象：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站，大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。在欧洲和美国涡轮流量计是仅次于孔板流量计的天然气计量仪表，仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸，压力从0.8MPa到6.5MPa的气体涡轮流量计，他们已成为优良的天然气流量计。 尽管涡轮流量计的优良计量特性受到人们的青睐，可是给人的印象是由活动部件，使用期短，在选用时不免踌躇，经过人们的不懈努力，应该说情况大有改观。 涡轮流量计作为最通用的流量计，其产品已发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。

应该指出，涡轮流量计除前述工业部门大量应用外，在一些特殊部门亦得到广泛应用，如科研实验、国防科技、计量部门，这些领域的使用恰好避开了其弱点（不适于长期连续使用），充分发挥其特点（高精度，重复性好，可用于高压、高温、低温及微流量等条件）。在这些领域，大多是根据被测对象的特殊要求进行专门的结构设计，它们是专用仪表不进行批量生产。

智能液体涡轮流量计的内径、连接法兰和上下游管段的直径必须要具有相同的内径，其中的偏差需要控制在管径的1以内，该流量计和相邻的直管段在组装的时候需要同轴，并且要保证它的内部通道足够的光滑并且不可以在联系的部位出现台阶和突入的垫片等，因为它容易扰动气流的障碍。在流量计的测温口中，当该流量计带有侧温套和流量计配管传感器的时候，我们要把他们当成流量计的一部分，并且要在流量计校准前将其安装完毕。如果流量计的本身不带有测温空或者在它的下游直管段上测量温度的时候，我们必须要保证它距离该流量计的具体在5倍的直径内，并要尽可能的靠近流量计，在任何的出口阀和限流器的上游也需要格外的注意。

涡轮流量计是叶轮式流量计的主要品种，叶轮式流量计还有风速计，水表等，涡轮流量计有传感器和转换显示仪组成，传感器采用多叶片的轮子感受流体的平均流速，从而推导出流量或总量，转子的转速可以机械、磁感应、光电方式检出并由读出装置进行显示和传送记录，据称美国早在1886年即发布过第一个涡轮流量计专利，1914年的专利认为涡轮流量计的流量与频率有关。美国第一台涡轮流量计是在1938年开发的，他用于飞机上燃油的流量测量，只是直至二战后喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的应用。^[1]

用途

涡轮流量传感器与显示仪表配套组成。传感器具有精度高，重复性好，寿命长操作简单等特点。可广泛应用于石油，化工，冶金，造纸等行业测量液体的体积瞬时流量和体积总量。

二、特点：

★ 压力损失小。

★ 具有较高的抗电磁干扰和抗震动能力，性能可靠工作寿命长。

★ 采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强，功耗低，性能优越。具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。修正公式精度优于±0.02%。

★ 仪表系数可由按键在线设置，并可显示在液晶屏上，液晶屏直观清晰，可靠性高。

★ 采用EEPROM对累积流量、仪表系数进行掉电保护。保护时间大于10年。

三、主要技术参数:

★ 流量计规格，基本参数和性能指标（见表二）

★ 准确度：0.5级、1.0级；

★ 使用条件：

1、 环境温度-20℃～50℃;

3、 被测介质温度：-20℃～120℃;

4、 大气压力：86Kpa～106Kpa;

5、 防爆等级：ExibⅡBT4.

★ 信号传输距离：传感器至显示器的距离可达1000m。

四、 电气特性：

1、 显示方式：

（1）LWGY 远传显示：脉冲输出（配显示仪表）；

（2）LWY 现场显示：液晶显示累积流量，单位（m³）

液晶显示瞬时流量，单位（m³/h）

（3）LWGB 涡轮流量变送器：（配显示仪表）。

2、输出功能：

（1）LWGY 脉冲输出，p-p值由供电电源确定；

（2）LWY 可带脉冲输出或4~20mA两线制电流输出；

（3）LWGB 4~20mA两线制电流输出。

3、供电电源：

（1）LWGY：DC5~24V；

（2）LWY：3V锂电池安装于仪表内部可连续使用3~5年；技术优势

涡轮流量计具有精度高、重复性好、无零点漂移、高量程比等优点。涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片，因此极大降低了磨损，对峰值不敏感，甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。涡轮流量计输出信号为脉冲，易于数字化。涡轮流量计压力损失小，叶片能防腐，可以测量粘稠和腐蚀性的介质。结构

LYGY涡轮流量计总体原理框图如下图所示。

优点

1、测量精度较高：0.2级与0.5级；

2、机构简单、坚固、运行可靠；

3、特别适合于测量粘度较高的介质，而且对被测量液体粘度的变化不敏感；

4、安装容易。流量计前后不需直管段，即使流量计靠近阀门、弯管、缩管、扩大管也无需

(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;

(2)重复性好;

(3)无零点漂移,抗干扰能力好;

(4)使用概况:

涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。

★ 压力损失小，叶轮具有防腐功能；

★ 采用先进的超低功耗单片微机技术，整机功能强、功耗低、性能优越。

★ 具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。修正公式精度优于±0.02%

★ 仪表系数可由按键在线设置，并可显示在LCD屏上，LCD屏直观清晰，可靠性强

★ 采用EEPROM对累积流量、仪表系数掉电保护，保护时间大于10年

★ 采用高性能MCU中央处理器，完成数据采集处理显示输出、累积流量瞬时流量同

★ 屏显示方便的人机界面实现， 以标准485形式进行数据传输。

★ 采用全硬质合金（碳化钨）屏蔽式悬臂梁结构轴承，集转动轴承与压力轴承于一体，大大提高了轴承寿命，并可在有少量泥沙与污物的介质中工作。

★ 采用1Cr18Ni9Ti全不锈钢结构，（涡轮采用2Cr13）防腐性能好。

★ 容易维修，有自整流的结构，小型轻巧，结构简单，可在短时间内将其组合拆开，

★ 内部清洗简单。

★ 有较强抗磁干扰和振动能力、性能可靠、寿命长

★ 下限流速低,测量范围宽，

★ 现场显示型液晶屏显示清晰直观，功耗低，3V锂电池供电可连续运行5年以上，

★ 耐腐蚀，适用于酸碱溶液

流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电

脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内，脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：Q=3600×f/k

式中：

f——脉冲频率[Hz]；

k——传感器的仪表系数[1/m]，由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k

Q——流体的瞬时流量（工作状态下）[m3/h]；

3600——换算系数。

每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中，k值设入配套的显示仪表中，便可显示出瞬时流量和累积总量。

 智能液体涡轮流量计在发生上述故障的时候，我们首先可以这样进行判定，当有50HZ或者其它频率干扰信号进入显示仪表的时候，我们首先用定位杆转动插入杆，然后带动涡轮头旋转90度的角度，当此时没有流量信号的时候，其中的显示仪表也会没有显示，如果有显示的时候，可以判断是干扰信号引起的，同时我们还可以将涡轮的头提升到球阀的内腔部位中，以保证此时没有流速，如果显示仪表仍有显示，可以断定是干扰信号引起的，我们还可以通过示波器观察信号波形来断定是否有干扰信号。如果不是干扰信号引起的，我们需要检查信号电缆的屏蔽层或者其它接地导线的连接处是否断开，或者接线是否有误或者接触不良等，对此，我们要根据显示仪表说明说的要求，检查接线的正确性和质量。当传感器检测线圈受潮或者线圈对外壳的绝缘电阻不下降过多的时候，我们需要烘干或者更换检测线圈和干燥剂，保证干燥剂显示为蓝色，检测线圈对传感器外壳的绝缘电阻，我们可以用500V兆欧表来进行检查，保证它不低于20兆欧，在此需要注意的是检查线圈两端都要和节选端子板断开，然后用兆欧表进行检查，以防止损坏电路。

对于该智能涡轮流量计在调试过程中，我们首先需要调节它的各个操作键，对于其中的设置键主要包括测量状态下，按一下便进入到了设置的状态中，在设置状态下，对于显示的仪表符号的时候，按进入下一组参数或者返回计量状态中，对于移位键，其在测量状态下无效，在设置状态下需要调出原有的参数值和移动修改位置。职能涡轮流量计^[2]中的确认键在计量状态下没有任何作用，但在设置状态下可以存入修改好的参数值。对于其中的向下键，在测量状态下无效，在设置状态下增加参数数值或者改变设置的类型等。对于向下的键在计量的状态下没有效果，在设置状态下可以有效的减少参数数值或者改变设置的类型等。

首先我们会想到了是仪表的流量系数，我们首先是要重新的计算仪表系数值，然后对仪表中的系数值的设定进行检查，看其是否是仪表系数偏大造成的。其次我们需要重新计量管道中的内径值，是否是所计量的管道内径小于实际的内径所造成的，然后我们需要重新选择安装位置，并且检查现场标定的仪表系数，是否是由于直管段的长度不够所造成的，再者要认真检查是否是由于涡轮头中含有杂物，或者轴承的不同心和需要润滑等所造成的叶轮不能够正常的运转，对其造成的影响我们需要采取相应的清理和维护方法。然后我们需要确定管道中的实际流量是否远远小于传感器的下限流量，对此我们只需要减少管道的通径，并改进相应的信号传感器即可。除此之外，我们还需要重新核算和检查插入的深度，不能犹豫插入深得的错误而造成计量的误差。并且我们还要特别注意传感器的安装方向是否正确。

对于组成智能型涡轮流量计的机械计数组件，主要是利用各传动轴上的输出轴，他们选用的轴承也均为滑动轴承，在它的轴两端均是有齿轮组成的，其中一齿轮是变速器中的10号齿轮，而另一齿轮则是上一齿轮上的同一齿轮的啮合，它在输出轴的另一端，和装有相同齿数的齿轮啮合，对于主动轮，没转一圈为0-9的数字十等格，它主要是按不同口径的气体流量分为的不同分度值，在它的另一侧的被动轮上还有一机构，它主要是用于安装磁钢，和支架上的干簧干具有同等的作用，它可组成低频脉冲发生器，在它的输出轴上每转一圈，便产生一个脉冲，在此同时第一个齿轮转动0-9个十等格时，它可进位到第二个轮的一等格中，以此继续计数。其中的输出轴齿轮的齿数，可等于磁钢转一圈，它安装低频脉冲发生器的目的是为了将信号传送给体积修正仪，其其中的每一个脉冲，都可按不同口径来表示。

插入式：DN100～DN2000

精度等级：　管道式：±0.5级，±1.0级

插入式：±1.5级、±2.5级

高精度的可达0.2级

环境温度：　-20℃～50℃

介质温度：　测量液体：-20℃～120℃

测量气体：-20℃～80℃

大气压力：　86KPa～106KPa

公称压力：　1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa

防爆等级：　ExdIIBT4

连接方式：　螺纹连接、法兰夹装、法兰连接、插入式等

直管段要求：气体：上游直管段应≥10DN，下游直管段应≥5DN

液体：上游直管段应≥20DN，下游直管段应≥5DN

插入式：上游直管段应≥20DS，下游直管段应≥7DS（DS为管道实测内径）

显示方式：　（1）远传显示： 脉冲输出、电流输出(配显示仪表)

（2）现场显示：8位LCD显示累积流量，单位(m3)

4位LCD显示瞬时流量，单位(m3/h)、电池电量、频率、流速

（3）温度压力补偿型：

A、显示标准瞬时流量及标准累计流量

B、显示当前压力、温度、电池电压

输出功能：

（1）脉冲输出，p-p值由供电电源确定

（2）4～20mA两线制电流输出

（3）单位体积脉冲输出及传感器原始脉冲输出

（4）带有RS485通迅接口

供电电源：

（1）DC5～24V

（2）标准型3V锂电池安装于仪表内部可连续使用八年以上

（3）温压补偿型3V锂电池安装于仪表内部可连续使用四年以上

传输距离：　传感器至显示仪距离可达500m

涡轮流量计类别

（1）插入式涡轮流量计

（2）气体涡轮流量计

（3）智能涡轮流量计

（4）液体涡轮流量计

（5）卡箍式液体涡轮流量计

（6）防腐型涡轮流量计

(7) 高压型涡轮流量计

（8）高精度涡轮流量计：高精度涡轮流量计是高品位的液体流量仪表，它是以瑞士流量专利技术为基础，转子壳特殊的几何组合引起的转子径向流与重量很轻的聚乙烯纤维转子相结合，使转子在中间浮动。高精度涡轮流量计由于转子浮动测量过程中几乎是无阻力的，从而保证涡轮流量计的高精度，线性度和耐久性。

(9) G系列GPI精密涡轮流量计:GPI G系列精密涡轮流量计精密型产品，精度高，重复性极佳。精密涡轮流量计适合高温、高压及较强腐蚀性场合；拥有3A卫生等级认证，是牛奶、酿酒、饮料等液体食品行业的最佳选择。

(10)G2系列工业级GPI涡轮流量:GPI G2系列工业级涡轮流量计是一种结构紧凑、模块化、易于安装、精度高、重复性好、非常适用的工业级产品。工业级涡轮流量计产品可广泛应用于水处理、饮料、化工、制药、油品等行业，作为计量、配料、控制等用途。

用途

涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有精度高，重复性好，结构简单，运动部件少，耐高压，测量范围宽，体积小，重量轻，压力损失小，维修方便等优点，用于封闭管道中测量低粘度气体的体积流量和总量。在石油，化工，冶金，城市燃气管网等行业中具有广泛的使用价值。

涡轮流量计的口径、精度与流量参数：

选型表

注：DN15～DN40常规为螺纹连接，如希望采用法兰连接，请在“公称通径”后加“（FL）”

涡轮流量计正确选型才能保证涡轮流量计更好的使用。选用什么种类的涡轮流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使涡轮流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡轮流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡轮流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

为了确保涡轮流量计的测量准确,必须正确地选择安装位置和方法

对直管段的要求：流量计必须水平安装在管道上（管道倾斜在5以内），安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。 流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。

对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。

对旁通管的要求：为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流体产生不稳流现象。

对外部环境的要求：流量计最好安装在室内，必须要安装在室外时，一定要采用防晒、防雨.防雷措施，以免影响使用寿命。

对介质中含有杂质的要求：为了保证流量计的使用寿命，应在流量计的直管段前安装过滤器。

安装场所：流量计应安装在便于维修，无强电磁干扰与热辐射的场所

对安装焊接的要求：用户另配一对标准法兰焊在前后管道上。不允许带流量计焊接！ 安装流量计前应严格清除管道中焊渣等脏物，最好用等径的管道（或旁通管）代替流量计进行吹扫管道。以确保在使用过程中流量计不受损坏。 安装流量计时，法兰间的密封垫片不能凹入管道内。

流量计接地的要求：流量计应可靠接地，不能与强电系统地线共用。

对于防爆型产品的要求：为了仪表安全正常使用，应复核防爆型流量计的使用环境是否与用户防爆要求规定相符，且安装使用过程中，应严格遵守国家防爆型产品使用要求，用户不得自行更改防爆系统的连接方式，不得随意打开仪表。 选型在规定的流量范围内，防止超速运行，以保证获得理想准确度和保证正常使用寿命。 安装流量计前应清理管道内杂物：碎片、焊渣、石块、粉尘等推荐在上游安装5微米筛孔的过滤器用于阻挡液滴和沙粒。 流量计投运时应缓慢地先开启前阀门，后开启后阀门，防止瞬间气流冲击而损害涡轮。 加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2-3次。由于试压、吹扫管道或排气造成涡轮超速运转，以及涡轮在反向流中运转都会可能使流量计损坏。 流量计运行时不允许随意打开前.后盖，更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。 小心安装垫片，确保没有突出物进入管道，以防止干扰正常的流量测量。 流量计在标定时要在流量计取压口上采集压力。

涡轮流量计使用时应该注意哪些方面：

1 每一路的使用

1.1 安装就位后，应确保所有的切屑和残渣均已清除，系统已经吹洗、试压、气流进入并升压至流量计入口阀。

1.2 打开涡轮流量计上游旁通小球阀

1.3 缓慢打开ZR-LWGY涡轮流量计上游旁通小截止阀，气体缓慢充入直到涡轮流量计下游电动强制密封球阀前。

注意：压力剧烈震荡或过快的高速加压会损坏涡轮流量计。为了保护气体涡轮流量计，加到涡轮流量计上的压力升高不能超过35kPa/s。如现场不能测量压力变化，则监视涡轮流量计流量不能超限。

1.4 关闭旁通小球阀和截止阀。

1.5 转动手轮打开入口强制密封阀。

1.6 缓慢打开涡轮流量计下游电动强制密封球阀(至少持续1分钟)，最好使用电动执行机构上的手动开关，一定要小心，不要使涡轮流量计超速运转。

1.7 按1.2-1.6 步骤操作，整个系统充压完毕，天然气开始被计量。

2 在线比对气体涡轮流量计(工作路和主路进行比对)

2.1 确保主路的入口和出口阀门是关闭的。

2.2 按照“1 每一路的使用”中的步骤1.2,1.3,1.4,给主路充压。

2.3 关闭工作路出口电动强制密封球阀，缓慢打开比对管路的强制密封球阀，缓慢打开主路出口电动强制密封球阀（最好是同时做三项工作）。

2.4 气体依次通过工作路和主路。两台涡轮流量计可以互相比对，来检查是否有大的偏差。

2.5 当比对结束后，关闭比对管路上和主路上的两个强制密封球阀，打开工作管路的出口球阀（最好是同时做三项工作）。

2.6 这时工作路重新投入工作。

3 用移动标定车在线标定气体ZR-LWGY涡轮流量计

3.1 确保两个标定口之间的电动强制密封球阀处于关闭的状态。

3.2 打开标定口法兰盲板上的小球阀，确保法兰盲板内部无压力。然后取下法兰盲板。

3.3 将移动标定车和标定口连接好。

3.4 按照“1 每一路的使用”中的步骤1.2,1.3,1.4,给主路充压。

3.5 关闭工作路出口电动强制密封球阀，缓慢打开比对管路的强制密封球阀，缓慢打开主路上两个标定强制密封球阀（最好是同时做这四项工作）。

3.6 这时，气体依次流过橇座内的两台气体涡轮流量计和移动标定车。 3.7 完成在线标定后，关闭标定口的两个球阀，缓慢打开比对管路的强制密封球阀，缓慢打开工作路出口电动强制密封球阀（最好是同时做这四项工作）。

3.8 将法兰盲板装回，不要忘了关闭法兰盲板上的小球阀。 3.9 这时工作路重新投入工作。

  一体涡轮流量计所计量的压缩空气在经旁通管道中进行供给的时候，我们如果我们安装的回路主管道中没有得到任何的应用。我需要装配相应的过滤阀，并且对气体进行相应的过滤处理，当它在进行初步安装的时候，如果缺少阀门技术资料或者不能正确的进行安装的话，也会严重影响该流量计的计量精度。除此之外，我们如果将流量计倒置安装，使得它的积算表头显示朝下防止、磁性联轴器端同步齿轮箱体，作为了储水的地方，它的齿轮和轴承等也没有得到合理的维护，并且它的齿轮部分锈蚀严重，轴承被卡死等，转子将无法进行转动，过滤阀中会出现锈蚀、滤网粘附等杂质，并且流量计的空腔中有残渣堵塞等都会导致供气故障，并且严重的造成堵塞。

该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号（4-20mA）；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。

一体化涡轮流量计，采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表，采用双排液晶现场显示，具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。仪表具备仪表系数三点修正，智能补偿仪表系数非线性，并可进行现场修正。高清晰液晶显示器同时显示瞬时流量（4位有效数字）及累积流量（8位有效数字，带清零功能）。所有有效数据掉电后保持10年不丢。该类涡轮流量计均为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT6。

该系列流量计采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表，通过微处理单元对由温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道采集的信号按照气态方程进行温度压力补偿，自动进行压缩因子修正，在液晶显示器将全部数据（瞬时流量、日累积流量、总累积流量、温度、压力、时间、日期、电池电量）直观的显示出来，并可输出工况、标况脉冲信号、4-20mA、RS485、IC卡信号等多种通讯信号。仪表采用内置锂电池和外供24VDC双供电方式，当用户不需要任何信号输出功能时可不用对仪表24VDC外供电，仪表自动切换到内置锂电池供电，电池电量可连续工作3年以上。该类涡轮流量计为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT6。

智能气体涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制开发的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气等气体的计量。 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信号的方式远传输出。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。该类涡轮流量计均为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT6。

新版液体涡轮流量计是洗去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，重复性好，反应灵敏，安装维护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1Cc18Ni8Ti，2Cr13及刚玉AI3O3硬质合金不起腐蚀作用，且无纤维，颗粒等杂志，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，若于具有特殊功能的显示仪表配套，还可以进行定量控制，超量报警灯，是流量计和节能的理想仪表。

该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号（4-20mA）；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。

该类涡轮流量产品均分为基本型和防爆型（ExdIIBT6）两种。

按照不同的输出信号，该类产品可分为LWGY-□N型和LWGY-□A型

LWGY-□N型传感器：12～24VDC供电，三线制脉冲输出，高电平≥8V，低电平≤0.8V；信号传输距离≤1000米；

LWGY-□A型变送器：24VDC供电，二线制4-20mA 输出，信号传输距离≤1000。

智能一体化涡轮流量计

采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表，采用双排液晶现场显示，具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。仪表具备仪表系数三点修正，智能补偿仪表系数非线性，并可进行现场修正。高清晰液晶显示器同时显示瞬时流量（4位有效数字）及累积流量（8位有效数字，带清零功能）。所有有效数据掉电后保持10年不丢。该类涡轮流量计均为防爆产品，防爆等级为：ExdIIBT。

该类涡轮流量计按照供电方式、是否具备远传信号输出可分为LWGY-□B型和LWGY-□C型

LWGY-□B型：供电电源采用3.2V10AH锂电池（可连续运行4年以上）； 无信号输出功能。

LWGY-□C型：供电电源采用24VDC外供电，输出4-20mA标准两线制电流信号，并可根据不同的现场需要，可增加RS485或HART通讯。

1、 仪表安装采用法兰连接、螺纹连接及夹装式；

2、 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≥6DS，下游直管段应≥5DS（DS为被测管道实测内径）。

3、传感器应远离外界磁场，如不能避免，应采取必要的措施；

4、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（如图四）；

5、传感器露天安装时，请做好放大器插头的防水处理；

6、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”。

传感器的安装方式根据规格不同，采用螺纹或法兰连接，安装方式见图一、图二、图三，安装尺寸见表二。

1.过滤器 2.前直管段 3.叶轮 4.前置放大器 5.壳体 6.后直管段

整表结构图1压紧圈 2.螺栓4×14 3.垫圈 4.密封垫圈 5.钢丝1Cr18Ni9Ti-0.8×2.5 6.过滤网 7.座

过滤器结构图

图一 LWGY—4～10传感器结构及安装尺寸示意图

1． 壳体 2．前导向件 3．叶轮 4．后导向件 5．前置放大器

图二 LWGY—15～40传感器结构及安装尺寸示意图

1． 球轴承 2．前导向件 3．涨圈 4．壳体 5．前置放大器 6．叶轮 7．轴承 8．轴

图三 LWGY—50～200传感器结构及安装尺寸示意图

图四 传感器与显示仪表接线示意图

表二

传感器可水平、垂直安装，垂直安装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。传感器的管道轴心应与相邻管道轴心对准，连接密封用的垫圈不得深入管道内腔。

传感器应远离外界电场、磁场，必要时应采取有效的屏蔽措施，以避免外来干扰。

为了检修时不致影响液体的正常输送，建议在传感器的安装处，安装旁通管道。

传感器露天安装时，请做好放大器及插头的防水处理。传感器与显示仪表的接线如图四所示。

当流体中含有杂质时，应加装过滤器，过滤器网目根据流量杂质情况而定，一般为20～60目。当流体中混有游离气体时，应加装消气器。整个管道 系统都应良好密封。 旁通管道示意图

用户应充分了解被测介质的腐蚀情况，严防传感器受腐蚀。

◆ 使用时，应保持被测液体清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

◆ 传感器在开始使用时，应先将传感器内缓慢的充满液体，然后再开启出口阀门，

严禁传感器处于无液体状态时受到高速流体的冲击。

◆ 传感器的维护周期一般为半年。检修清洗时，请注意勿损伤测量腔内的零件，特

别是叶轮。装配时请看好导向件及叶轮的位置关系。

◆ 传感器不用时，应清洗内部液体，且在传感器两端加上防护套，防止尘垢进入，

然后置于干燥处保存。

◆ 配用时的过滤器应定期清洗，不用时，应清洗内部的液体，同传感器一样，加防尘套，置于干燥处保存。

◆ 传感器的传输电缆可架空或埋地敷设（埋地时应套上铁管。）

◆ 在传感器安装前，先与显示仪表或示波器接好连线，通电源，用口吹或手拨叶轮，使其快速旋转观察有无显示，当有显示时再安装传感器。若无显示，应检查有关各部分，排除故障。

涡轮流量计特点具有精度高、重复性好、无零点漂移、高量程比等优点。涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片，因此极大降低了磨损，对峰值不敏感，甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量

进行工业炉窑热平衡测试，对于掌握工业炉窑的热能利用情况，提高产品质量，为企业节能降耗，降低成本，其经济效益无疑是巨大的。在实际测试的过程中，涡轮流量计因其精度高，测量范围宽，耐压高，且有数字信号输出，在工业锅炉热平衡测试中得到首先选用。本文对涡轮流量计在工业锅炉热平衡测试中使用的若干问题进行必要的探讨及总结。

在工业锅炉进行的实际情况下，限于各种条件的制约，工业锅炉的给水一般为随时间负荷变化的间歇式的给水方式，这种方式决定了在锅炉上水的主管道管路内的流动体，即上水的流动通常表现为紊流的流动过程，即工业锅炉的管道内的水流为不规则的一边相互混合一边流动的状态，而准确的计量工业锅炉的给水流量和温度，对于正确地分析热平衡测试结果是十分关键的。涡轮流量计正是由于有数字信号输出，相应度灵敏才可准确的准时的响应水流的紊流变化。在一个时间周期内，工业锅炉上水管道的流量为管道截面积F的积分，即Q=∫FVDF，而其他原理的流量计是很难达到涡轮流量计的高精度的。

有流量通过，但仪表瞬时流量为零      

（1）接线错误，检查仪表接线。

（2）仪表内部参数被修改，请按照检定证检测仪表参数。

（3）信号采集线圈损坏，影响信号的传递，即使有流量通过也无法将信号传输给转换器。用带磁性的螺丝刀滑动信号采集线圈外壁，若仍无流量显示，则信号采集线圈损坏。

（4）介质太脏，过滤器被堵死。

（5）叶轮可能卡死，请检查叶轮。

仪表无流量通过时，仪表就有瞬时流量显示     

（1）管道存在剧烈振动，建议加减振措施。

（2）仪表没有良好接地，请检查接地。

（3）现场存在磁场干扰，如变频器、电机、电磁阀等（现场50Hz   sure-meter.com的工频干扰,在一定程度上可能会影响仪表的使用，工频干扰的计算Q=3600f/k ,f=50Hz ,k=仪表的系数。通过计算，可以判读仪表是否存在工频干扰）。若存在，建议更换安装位置。

（4）仪表的管道截止阀没有彻底关好，检查阀门。

仪表正常测量，测量值不准确      

（1）仪表内部参数存在问题，请按照检定证检测仪表参数。

（2）仪表压力显示异常，请检查管道压力。

（3）仪表机芯问题，将仪表拆下用嘴吹动叶轮应正常运转，如损坏建议与厂家联系。

仪表正常测量，现场液晶显示正常，仪表电流输出不正确   

（1）检测仪表参数中的上线值，查看仪表量程是否和仪表铭牌所标量程上限相同。（Ｄ型为变送上限值）

（2）仪表电流输出芯片的损坏。

《涡轮流量计》

作　者：杨有涛，王子钢 编

丛 书 名： 冷配在线

出 版 社：中国计量出版社

出版时间：2011-08-01

版　次：1

页　数：179

装　帧：平装

开　本：16开

《涡轮流量计》分为五章，较全面系统地介绍了涡轮流量计的工作原理和典型结构，设计制造、应用及选型，检定、校准以及安装、调试，并简要介绍了常用流量标准装置的工作原理、结构及试验、检定方法。

《涡轮流量计》可供从事流量专业计量检定的工程技术人员、流量计制造厂商、燃气公司、流量计使用者及相关技术人员参考、培训使用。

涡轮流量计类别优点及用途

涡轮流量计类别优点及用途涡轮流量计类别：

（1）插入式涡轮流量计

（2）气体涡轮流量计

（3）智能涡轮流量计

（4）液体涡轮流量计

（5）卡箍式液体涡轮流量计

（6）防腐型涡轮流量计

涡轮流量计的优点用途：

涡轮流量计是一种速度式仪表，它具有精度高，重复性好，无零点漂移，高量程比，结构简单，运动部件少，耐高压，测量范围宽，体积小，重量轻，压力损失小，维修方便等优点，涡轮流量计拥有高质量轴承、特别设计的导流片，因此极大降低了磨损，对峰值不敏感，甚者恶劣的条件下也可以给出可靠的测量变量。

用于封闭管道中测量低粘度气体的体积流量和总量。在石油，化工，冶金，城市燃气管网等行业中具有广泛的使用价值。

第一章　基础知识

第一节 概述

第二节 工作原理和典型结构

第三节数学模型和特性曲线

第四节 特点和安装使用

第二章　选型、应用及设计制造

第一节 流量计的选型法则

第二节 选型的技术指标、原则和方法

第三节 应用场合

第四节 天然气的能量流量计量

第五节结构分析与工艺设计制造

第三章　检定和校准

第一节 气体涡轮流量计的检定方法

第二节 液体涡轮流量计的检定方法

第三节 作为标准表的使用

第四节 测量不确定度评定

第五节 涡轮流量计型式评价试验

第六节 应用举例

第四章　安装和调试

第一节 验收依据和方法

第二节 涡轮流量计的安装

第三节 调试使用

第四节 常见故障及维修

第五章　流量标准装置

第一节 概述

第二节 钟罩式气体流量标准装置

第三节 标准表法流量装置

第四节 音速喷嘴法气体流量标准装置

第五节静态质量法液体流量标准装置

第六节动态质量法液体流量标准装置

第七节 静态容积法液体流量标准装置

第八节 动态容积法液体流量标准装置

第九节 体积管法液体流量标准装置

参考文献

(1)涡轮流量计应慎用有些易结晶化工物料在温度正常的状况下能正常丈量，由于保送流体的导管都有良好的伴热保温，在保温工作时不会结晶，但是涡轮流量计传感器的丈量管难以施行伴热保温，因而，流体流过丈量管时易因降温而惹起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计丈量也同样存在结晶问题，所以在无其他更好办法的状况下，可选用丈量管长度十分短的一种“环形”(oring)涡轮传感器，并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道衔接问题上，流量传感器拆装需便当，一旦结晶时能便当地拆下维护。

(2)管内液体未充溢由于背压缺乏或流量传感器装置位置不良，致使其丈量管内液体未能充溢，毛病现象因不充溢水平和活动情况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流，毛病现象表现为误差增加，即流量丈量值与实践值不符;若活动是气泡流或塞状流，毛病现象除丈量值与实践值不符外，还会因气相霎时遮盖电极外表而呈现输出晃动;若程度管道分层活动中流通截面积气相局部增大，即液体未满管水平增大，也会呈现输出晃动，若液体未满管状况较严重，致使液面在电极以下，则会呈现输出超满度现象。

(3)涡轮流量计的液体中含有固相液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，可能产生的问题有;

①浆液噪声;

②电极外表玷污;

③导电堆积层或绝缘堆积层掩盖电极或衬里;

④衬里被磨损或被堆积物掩盖，流通截面积减少。

涡轮流量计传感器保养知识

涡轮流量计广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的计量、控制系统。配备有卫生接头的涡轮流量传感器可以应用于制药、食品等行业。智能一体化涡轮流量计结构为防爆设计，可以显示流量总量，瞬时流量和流量满度百分比。电池采用长效锂电池， 单功能积算表电池使用寿命可达5年以上，多功能显示表电池使用寿命也可达到12个月以上。

一体化表头可以显示的流量单位众多，有立方米，加仑，升，标准立方米，标准升等，可以设定固定压力、温度参数对气体进行补偿，对压力和温度参数变化不大的场合，可使用该仪表进行固定补偿积算。

涡轮流量计传感器部分的维护保养要注意以下几点：

1、在传感器安装前，用口吹或手拨叶轮，使其快速旋转观察有无显示，当有显示时再安装传感器。若无显示，应检查有关各部分，排除故障。

2、使用时，应保持被测介质的清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

3、涡轮流量传感器在开始使用时，应先将传感器内缓慢的充满介质，然后再开启出口阀门(阀门应安装在流量计后端)，严禁传感器处于无介质状态时受到高速流体的冲击。

4、涡轮流量传感器的维护周期一般为半年。检修清洗时，请注意勿损伤测量腔内的零件，特别是叶轮。装配时请看好导向件及叶轮的位置关系。

5、涡轮流量传感器不用时，应清洗内部介质，吹干后且在传感器两端加上防护套，防止尘垢进入，然后置于干燥处保存。

6、涡轮流量计配用的过滤器应定期清洗，不用时应清洗内部的介质，同传感器一样，加防尘套，置于干燥处保存。

涡轮流量计属于速度式流量计，也叫叶轮式流量计。叶轮式流量计是利用置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成比例的关系，通过测量叶轮的转速来反映通过管道的流体体积流量大小，是流量仪表中比较成熟的高准确度仪表之一。涡轮流量计一般由下列典型五个部分组成：

1．表体

表体的材料一般为钢或者是铸铁，其两端为法兰连接。小口径表也有采用螺纹接口方式。

2．测量的组件

涡轮上有经过精密加工的叶片，它与一套减速齿轮和轴承一起构成测量组件，支撵涡轮的两个高精度不锈钢永久自润滑轴承保证该组件有较长的使用寿命。涡轮流量计亦可选用外部润滑油泵润滑轴承，但注意不能过量。

3．计数器

计数器面板上有以下重要信息：

(1)最大工作温度及压力：

（2)计量及最小和最大流量等级

（3）产品型号及编号

（4）防爆等级和标志

（5）低频或高频脉冲所对应流体的当量以及接线方式。

4．整流器

整流器用以使流体流过涡轮流量计时处于规则状态，从而消除扰动对计量无利影响。高计量精准度。

5．磁耦合传动的装置

该装置将处于大气环境中的计数器部分与被测量气体分离开来，并将测量组件的转动传递给计数器。

STRONG>涡轮流量计应用于冷却水回路; 石化; 化学工业; 净水器; 塑料和水利

1）流量计本体最好选区用316不锈钢材料以防腐，如是防爆区还必须是防爆结果。 　　2）轴承一般有炭化钨，聚四氟乙烯，碳石墨三种规格：碳化钨的精度最高，它作为工业控制的标准件；聚四氟乙烯，碳石墨能防腐，一般在化工场所优先考虑。轴承的寿命流速的平方成正反比，故流速最好的在最大流速的1/3速度比较好。 　　3）感应探头是检测转动体的运动并把它转化为脉冲数字电信号，它电磁线圈电压输出值接近正弦曲线，脉冲信号的频率范围随测量的流量大小成线性变化，典型的范围为10:1，25:1 和100:1三种规格。电磁线圈的电阻一般小于2000Ω，大于该值可能损坏。

　　1、介质中一般都有一些杂质，对轴承、轴要产生磨损，使两者间的间隙增大，动件的动平衡被破坏，转速下降，或者脏物进入间隙内，使运动阻力增大，转速下降。这些原因都造成仪表显示值减少，出现负误差，对流体的供方不利。

　　2、流体温度、压力的变化可能使管道内液体逸出所含的空气或者因管道内的压力低于流体的饱和蒸汽压、使部分液体变成蒸汽，也可能因介质的负压使外面的气体被吸入管道内，这些气体随着被测液体流动，造成仪表指示值增大，出现正误差，对流体的需方不利。

　　3、流体中的纤维状或粘性杂质附在流量计的转动部分，使转动阻力增大，造成仪表的指示值减少，出现负误差，对流体的供方不利。

　　4、工作环境比较恶劣，例如，电磁场干扰、灰尘、高温、振动、潮湿等，可能造成涡轮流量传感器的误动作或失灵，直接造成涡轮流量计的示值误差，误差是正值也可能是负值，可能不明显，也可能完全失效。对于上述现象，在比较严重时，能从流程工作状态的对比中发现问题，容易采取相应措施。但是，在问题初期，不采取特殊措施就不能发现问题。^[3]

仪表投入运行前，涡轮流量计传感器必须充满实际测量介质，通电后在静止状态下作零点调整。投入运行后亦要根据介质及使用条件定期停流检查零点，尤其对易沉淀、易污染电极、含有固体的非清洁介质，在运行初期应多检查，以获得经验，确定正常检查周期。对有条件的用户，应该在涡轮流量计仪表投入运行前测量和记录传感器的几个基本参数。这些数据对运行一段时期后传感器出现故障的原因分析是很有帮助的。

《涡轮流量计》可供从事流量专业计量检定的工程技术人员、流量计制造厂商、燃气公司、流量计使用者及相关技术人员参考、培训使用。

    法米特涡轮流量计有自己的工作环境条件：测量环境温度：-20℃～＋55℃。电源电压范围：+5～24VDC，电流不大于10mA。适用环境温度：-20℃～55℃；适用介质温度：-20℃～120℃（根据防爆温度组别决定介质温度）；适用环境湿度：相对湿度5～100％（不允许有结露现象）。每个涡轮流量计的品牌、型号都会有其独特之处，针对市场的各项分析，进行涡轮流量计的技术改良，市场中竞争是常有的，维护良好的市场环境需要良性竞争，学习竞争对手的优势，提高自己产品的质量，利用营销手段来达到扩大市场的目的。^[4]

卫生涡轮流量计的广泛应用是由于食品卫生安全的问题越来越严重，以前经常食用的产品，被媒体接二连三的爆出严重的安全隐患，人们对健康问题越来越看重。食品行业备受关注，它的卫生管理也越来越严格。^[5]

    粘度对仪表系数的影响还表现在传感器结构类型、参数、口径大小等方面，要解决涡轮流量计的特性受到介质粘度的影响是推广变径式涡轮流量计适应各种油品计量的关键，测量粘度较小的汽油的仪表示值比测量粘度较大的柴油的仪表示值小，两者之间会有一定的粘度差，在相同的体积流量通过仪表时，柴油将使涡轮转的快一点儿。粘度大的介质流动的阻力大，在同一作用力下，粘度小的介质反馈量比粘度大的介质反馈量要多，粘度较小的介质通过涡轮时，其介质流速会有所增加，使涡轮转速加快，示值趋向正值，这样就达到了提高测量低粘度介质时涡轮转速的目的，使粘度差得到了补偿。^[6]

配二次表的系统分为两种情况，第一种是转换器利用模拟信号将流量测量结果传送到二次表，这时，如果二次表完全没有小信号切除，在实际流量为零时，尽管转换器中的小信号切除功能能够使其名义值为零，但是由于模拟运算环节总是存在一定的漂移，于是此信号经转换器中的D/A转换和二次表中的A/D转换这些模拟运算环节，二次表中的流量显示值就有可能不为零，所以除了转换器中设置小信号切除外，二次表中也得设置小信号切除，二次表中的切除值不能大于转换器中的切除值。第二种情况是转换器利用频率信号将测量结果传送到二次表，由于与这种传送有关的运算环节都是数字量运算，不存在零漂，所以二次表中一般不设置小信号切除。二次仪表一般会包括流量二次表，流量批量控制器以及DCS、PLC等。^[7]

 液体涡轮流量计转换器的主要功能是提供稳定，即能够将不稳定的输入电压转换成稳定的输出电压，输出电压不随输入电压或输出电流的变化而变化。通常，选择电源芯片的目的是从不稳定的电源获得稳定的输出电压，有些情况下则是将一个稳定的电源电压转换成另一个不同电压的输出，这种情况下，电源调节器只是用于改变电压的电平，不需稳压。^[8]