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1、前言前言 本课件是针对一般初学者所制作，能够进一步本课件是针对一般初学者所制作，能够进一步了解流量计，首先对流量计做了个一概述，讲述了了解流量计，首先对流量计做了个一概述，讲述了流量计的特点，工作原理以及分类，与一些我们常流量计的特点，工作原理以及分类，与一些我们常见的流量计的故障处理方法和常见故障处理。见的流量计的故障处理方法和常见故障处理。流量计流量计作业区常见的流量计作业区常见的流量计流量计的分类流量计的分类按结构原理分按结构原理分按测量原理分按测量原理分容积式流量计叶轮式流量计差压式流量计电磁流量计质量流量计流体振荡流量计冲量式流量计物理原理力学原理热学原理光学原理差压式流量计差压式流
2、量计差压原理标准孔板常见故障结构工作原理标准孔板涡轮流量计、涡街流量计、电磁涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、椭圆齿轮流量计、质量流量计、椭圆齿轮流量计、质量流量计、转子流量计流量计、转子流量计工作原理流量计结构安装注意事项常见故障故障原因处理方法故障原因处理方法目录目录一、流量计的分类一、流量计的分类二、差压流量计二、差压流量计三、涡轮流量计三、涡轮流量计四、涡街流量计四、涡街流量计五、电磁流量计五、电磁流量计六、椭圆齿轮流量计六、椭圆齿轮流量计七、科里奥利质量流量计七、科里奥利质量流量计八、转子流量计八、转子流量计流量计分类流量计分类测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表流量计是工业测量
3、中重要测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表流量计是工业测量中重要的仪表之一随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求的仪表之一随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求越来越高，流量测量技术日新月异为了适应各种用途，各种类型的流越来越高，流量测量技术日新月异为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过100100种。从不同的角度出种。从不同的角度出发，流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种，一是按流量计发，流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种，一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类：二是按流量
4、计的结构原理进行分类。采用的测量原理进行归纳分类：二是按流量计的结构原理进行分类。一、按测量原理分类一、按测量原理分类(1)(1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的
5、皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。式等等。2)2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。变电阻式等。(3)(3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式声学式声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式声学式(冲击冲击波式波式)等。等。(4)(4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。热式等。(5)(5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。(6)
6、(6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表(7)(7)其它原理：有标记原理其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。、相关原理等。二、按流量计结构原理分类二、按流量计结构原理分类按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型：为以下几种类型：1 1容积式流量计容积式流量计容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介
7、质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计流量计(罗茨流量计罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等2 2叶轮式流量计叶轮式
8、流量计叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约22，但结构简单，造价，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系
9、列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为涡轮流量计的准确度较高，一般误差为002 2一一0 05 5。3 3差压式流量计差压式流量计(变压降式流量计变压降式流量计)差压式流量计由一次装置和二次装置组成一次装置称流量测量元件，差压式流量计由一次装置和二次装置组成一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速流速)成比例的压力差，供二成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示差压流量计的一
10、次装置常压信号，并将其转换为相应的流量进行显示差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表差压计的差压敏感元件式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压
11、测量流量的方法历史悠久，显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的式的7070。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。4 4变面积式流量计变面积式流量计(等压降式流量计等压降式流量计)放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与浮子的移动。当此作用力与浮子的“显示重量显示重量”(浮
12、子本身的重量减去它所受流浮子本身的重量减去它所受流体的浮力体的浮力)相平衡时，俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量相平衡时，俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异，而浮子稳定不动时度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异，而浮子稳定不动时上下部分的压力差相等，因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式上下部分的压力差相等，因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子流量计。该式流量计的典型仪表是转子(浮子浮子)流量计。流量计。5 5动量式流量计动量式流量计利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流
13、量计由于流利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量计由于流动流体的动量动流体的动量P P与流体的密度与流体的密度 及流速及流速v v的平方成正比，即的平方成正比，即p v2p v2，当，当通流截面确定时，通流截面确定时，v v与容积流量与容积流量Q Q成正比，故成正比，故p Q2p Q2。设比例系数为。设比例系数为A A，则则Q QA A 因此，测得因此，测得P P，即可反映流量，即可反映流量Q Q这种型式的流量计，大多利用这种型式的流量计，大多利用检测元件把动量转换为压力、位移或力等，然后测量流量。这种流量计检测元件把动量转换为压力、位移或力等，然后测量流量。这种流量计的典型仪表
14、是靶式和转动翼板式流量计。的典型仪表是靶式和转动翼板式流量计。6 6冲量式流量计冲量式流量计利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计，多用于测量颗粒状固利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计，多用于测量颗粒状固体介质的流量，还用来测泥浆、结晶型液体和研磨料等的流量。流量测体介质的流量，还用来测泥浆、结晶型液体和研磨料等的流量。流量测量范围从每小时几公斤到近万吨。典型的仪表是水平分力式冲量流量计，量范围从每小时几公斤到近万吨。典型的仪表是水平分力式冲量流量计，其测量原理是当被测介质从一定高度其测量原理是当被测介质从一定高度h h自由下落到有倾斜角自由下落到有倾斜角 的检测板的检测板上产生一
15、个冲力，冲力的水平分力马质量流量成正比，故测量这个水平上产生一个冲力，冲力的水平分力马质量流量成正比，故测量这个水平分力即可反映质量流量的大小。按信号分力即可反映质量流量的大小。按信号(九九)的检测方式，该型流量计分的检测方式，该型流量计分位移检测型和直接测力型。位移检测型和直接测力型。7 7电磁流量计电磁流量计电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以
16、测量水、矿浆等介质的流量。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大管径达可测最大管径达2m2m，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不能应用。等则不能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测量电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展8 8超声波流量计超声波流量计超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平超声波流量计是基于超声波在流动介质
17、中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在映流量大小的。超声波流量计虽然在7070年代才出现，但由于它可以制成年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计近年来得到广泛的关注，被认利用多普勒效应制造
18、的超声多普勒流量计近年来得到广泛的关注，被认为是非接触测量双相流的理想仪表。为是非接触测量双相流的理想仪表。9 9流体振荡式流量计流体振荡式流量计流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产生振荡，且流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产生振荡，且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的当通流截面一定时，流速与振荡的频率与流速成比例这一原理设计的当通流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量这种流量计是导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量这种流量计是7070年代开发和发展起来的由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优年代开发和发展起来的由于
19、它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点，很有发展前途。目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋涡流量计点，很有发展前途。目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋涡流量计。1010质量流量计质量流量计由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表示流量大小由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下，往往难以达到这时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下，往往难以达到这一要求，而造成仪表显示值失真。因此，质量流量计就得到广泛的应用一要求，而造成仪表显示值失真。因此，质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接
20、式质量流量计利用与和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量，目前常用的有量热式、角动量式、质量流量直接有关的原理进行测量，目前常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。在现代工业生产中，流动工质的温度、压力等运行参数不断提高，在高在现代工业生产中，流动工质的温度、压力等运行参数不断提高，在高温高压的情况下，温高压的情况下，由于材质和结
21、构等方面的原因，直接式质量流量计的由于材质和结构等方面的原因，直接式质量流量计的应用遇到困难，而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围应用遇到困难，而间接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围的限制，往往也不好实际应用。因此，在工业生产中广泛采用的是温度的限制，往往也不好实际应用。因此，在工业生产中广泛采用的是温度压力补偿式质量流量计。可把它看作一种间接式质量流量计，不是配用压力补偿式质量流量计。可把它看作一种间接式质量流量计，不是配用密度计，而是利用温度、压力与密度间的关系，用温度、压力信号经函密度计，而是利用温度、压力与密度间的关系，用温度、压力信号经函数运算为密度信号，与容积
22、流量相乘而得到质量流量目前温度、压力数运算为密度信号，与容积流量相乘而得到质量流量目前温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化，但当被测介质参数变化范围很大或很迅补偿式质量流量计虽已实用化，但当被测介质参数变化范围很大或很迅速时，正确地补偿将很困难或不可能，因此进一步研究在实际生产中适速时，正确地补偿将很困难或不可能，因此进一步研究在实际生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。用的质量流量计和密度计还是一个课题。2.1差压流量计差压流量计差压式流量计的结构原理差压式流量计的结构原理充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图所示，流速将充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图所示，流速
23、将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律质量守恒定律)和伯努利方程和伯努利方程(能量守恒定律能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体
24、的物理性质(密度、密度、粘度粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。楔形孔板楔形孔板 楔形孔板的结构如图所示。其检测件为楔形孔板的结构如图所示。其检测件为V V形，设计合适时节流形，设计合适时节流件上下游无滞流区，不会使管道堵塞，取压方式未标准化。件上下游无滞流区，不会使管道堵塞，取压方式未标准化。1-1-高压取压口；高压取压口；2-2-低压取压口；低压取压口；3-3-测量管；测量管；4-4-楔形孔板；楔形孔板；5-5-法兰法兰标准孔板标准孔板 又称同心直角边缘孔板，其又称同心直角边缘孔板，其轴向截面如图轴向截面如图4.24.2所示
25、。孔板是一块加所示。孔板是一块加工成圆形同心的具有锐利直角边缘的工成圆形同心的具有锐利直角边缘的薄板。孔板开孔的上游侧边缘应是锐薄板。孔板开孔的上游侧边缘应是锐利的直角。标准孔板有三种取压方式：利的直角。标准孔板有三种取压方式：角接、法兰及角接、法兰及D-D/2D-D/2取压；如图取压；如图4.34.3所所示。为从两个方向的任一个方向测量示。为从两个方向的任一个方向测量流量，可采用对称孔板，节流孔的两流量，可采用对称孔板，节流孔的两个边缘均符合直角边缘孔板上游边缘个边缘均符合直角边缘孔板上游边缘的特性，且孔板全部厚度不超过节流的特性，且孔板全部厚度不超过节流孔的厚度。孔的厚度。差压式流量计常见
26、故障、原因及排除方法。差压式流量计常见故障、原因及排除方法。1 1、指示零或移动很小。其原因为：（、指示零或移动很小。其原因为：（1 1）平衡阀未全部关闭或泄）平衡阀未全部关闭或泄漏；（漏；（2 2）节流装置根部高低压阀未打开；（）节流装置根部高低压阀未打开；（3 3）节流装置至差压计间阀）节流装置至差压计间阀门、管路堵塞；（门、管路堵塞；（4 4）蒸气导压管未完全冷凝；（）蒸气导压管未完全冷凝；（5 5）节流装置和工艺管）节流装置和工艺管道间衬垫不严密；（道间衬垫不严密；（6 6）差压计内部故障。）差压计内部故障。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）关闭平衡阀，修理或换新；（）关
27、闭平衡阀，修理或换新；（2 2）打开；）打开；（3 3）冲洗管路，修复或换阀；（）冲洗管路，修复或换阀；（4 4）待完全冷凝后开表；（）待完全冷凝后开表；（5 5）拧紧螺栓）拧紧螺栓或换垫；（或换垫；（6 6）检查、修复。）检查、修复。2 2、指示在零下。其原因为：（、指示在零下。其原因为：（1 1）高低压管路反接；（）高低压管路反接；（2 2）信号）信号线路反接；（线路反接；（3 3）高压侧管路严重泄漏或破裂。）高压侧管路严重泄漏或破裂。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）检查并正确连接好；（）检查并正确连接好；（2 2）检查并正确）检查并正确连接好；（连接好；（3 3）换件或换
28、管道。）换件或换管道。3 3、指示偏低。其原因为：（、指示偏低。其原因为：（1 1）高压侧管路不严密；（）高压侧管路不严密；（2 2）平衡）平衡阀不严或未关紧；（阀不严或未关紧；（3 3）高压侧管路中空气未排净；（）高压侧管路中空气未排净；（4 4）差压计或二次）差压计或二次仪表零位失调或变位；（仪表零位失调或变位；（5 5）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）检查、排除泄漏；（）检查、排除泄漏；（2 2）检查、关闭或）检查、关闭或修理；（修理；（3 3）排净空气；（）排净空气；（4 4检查、调整；（
29、检查、调整；（5 5）按设计规定更换配套的差）按设计规定更换配套的差压计。压计。4 4、指示偏高。其原因为：（、指示偏高。其原因为：（1 1）低压侧管路不严密；（）低压侧管路不严密；（2 2）低压侧管）低压侧管路积存空气；（路积存空气；（3 3）蒸气等的压力低于设计值；（）蒸气等的压力低于设计值；（4 4）差压计零位漂移；）差压计零位漂移；（5 5）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。）节流装置和差压计不配套，不符合设计规定。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）检查、排除泄漏；（）检查、排除泄漏；（2 2）排净空气；）排净空气；（3 3）按实际密度补正；（）按实际密度补正；（4
30、 4）检查、调整；（）检查、调整；（5 5）按规定更换配套差压计。）按规定更换配套差压计。5 5、指示超出上限。其原因为：（、指示超出上限。其原因为：（1 1）实际流量超过设计值；）实际流量超过设计值；（2 2）低压侧管路严重泄漏；（）低压侧管路严重泄漏；（3 3）信号线路有断线。）信号线路有断线。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）换用合适范围的差压计；（）换用合适范围的差压计；（2 2）排除泄）排除泄漏；（漏；（3 3）检查、修复。）检查、修复。6 6、流量变化时指示变化迟钝。其原因为：（、流量变化时指示变化迟钝。其原因为：（1 1）连接管路及阀门有）连接管路及阀门有堵塞；（堵
31、塞；（2 2）差压计内部有故障。）差压计内部有故障。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）冲洗管路、疏通阀门；（）冲洗管路、疏通阀门；（2 2）检查排除。）检查排除。7 7、指示波动大。其原因为：（、指示波动大。其原因为：（1 1）流量参数本身波动太大；）流量参数本身波动太大；（2 2）测压元件对参数波动较敏感。）测压元件对参数波动较敏感。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）高低压阀适当关小；（）高低压阀适当关小；（2 2）适当调整阻）适当调整阻尼作用。尼作用。8 8、指示不动。其原因为：（、指示不动。其原因为：（1 1）防冻设施失效，差压计及导压管）防冻设施失效，差压计
32、及导压管内液压冻住；（内液压冻住；（2 2）高低压阀未打开。）高低压阀未打开。其对应处理方法为：（其对应处理方法为：（1 1）加强防冻设施的效果；（）加强防冻设施的效果；（2 2）打开高低）打开高低压阀。压阀。3.1涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计是一种速度式流量仪表，由于具有测量精度高、反应速度快、涡轮流量计是一种速度式流量仪表，由于具有测量精度高、反应速度快、测量范围广、价格低廉、安装方便等优点，被广泛应用于化工生产中。测量范围广、价格低廉、安装方便等优点，被广泛应用于化工生产中。涡轮流量计的工作原理涡轮流量计的工作原理 涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器
33、、显示仪表组成。显示仪表组成。被测流体冲击涡轮流量计涡轮叶片并使之转，涡被测流体冲击涡轮流量计涡轮叶片并使之转，涡轮的转速随流量的成正比变化，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为轮的转速随流量的成正比变化，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入涡轮流量计流量积算仪相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入涡轮流量计流量积算仪进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲和累计脉冲数即可求出瞬时流进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。量和累积流量。涡轮流量计的安装及使用涡轮流量计的安装及使用 1 1、涡轮流量计的电源线最好采用蔽线、
34、涡轮流量计的电源线最好采用蔽线电缆，并进行良好接地。电源为直流电缆，并进行良好接地。电源为直流24V24V，650650阻抗。阻抗。2 2、涡轮、涡轮流量计应水平安装，避免垂直安装，并保证其前后有适应的直管段，一流量计应水平安装，避免垂直安装，并保证其前后有适应的直管段，一般前般前10D10D，后，后5D5D。3 3、保证流体的流动方向与涡轮流量计外壳的箭、保证流体的流动方向与涡轮流量计外壳的箭头方向一致，不得装反。头方向一致，不得装反。4 4、被测介质对涡轮不能有腐蚀，特别、被测介质对涡轮不能有腐蚀，特别是轴承处，否则应采取措施。是轴承处，否则应采取措施。5 5、涡轮流量计磁感应部分不能碰、
35、涡轮流量计磁感应部分不能碰撞。撞。6 6、安装涡轮流量计前，管道要清扫。被测介质不洁净时，、安装涡轮流量计前，管道要清扫。被测介质不洁净时，要加过滤器。否则导致涡轮、轴承被卡住。要加过滤器。否则导致涡轮、轴承被卡住。7 7、投运前先进行仪、投运前先进行仪表系数的设定。仔细检查，确定仪表接线无误，接地良好，方可送电。表系数的设定。仔细检查，确定仪表接线无误，接地良好，方可送电。8 8、安装涡轮流量计时，前后管道法兰要水平，否则管道应力对、安装涡轮流量计时，前后管道法兰要水平，否则管道应力对流量计影响很大。流量计影响很大。涡轮流量计常见故障处理涡轮流量计常见故障处理液体正常流动无显示，累积量数不增
36、加液体正常流动无显示，累积量数不增加1 1）供电电路或信号电路断路或接触不良；故障排除方法：用万用表检查，）供电电路或信号电路断路或接触不良；故障排除方法：用万用表检查，排除故障点排除故障点 2 2）显示仪的印刷线路板，接插件故障或接触不良故障；排除方法：更换）显示仪的印刷线路板，接插件故障或接触不良故障；排除方法：更换印刷线路板印刷线路板3 3）前置放大器故障；故障排除方法：用铁条在检测头下快速移动，无信）前置放大器故障；故障排除方法：用铁条在检测头下快速移动，无信号输出，则应检查线圈有无断线和焊点脱焊号输出，则应检查线圈有无断线和焊点脱焊4 4）供给前置放大器的电压太低；故障排除方法：发将
37、电源电压提高至规）供给前置放大器的电压太低；故障排除方法：发将电源电压提高至规定要求定要求5 5）叶轮卡住不转；故障排除方法：去除异物，并清洗或更换损坏零件，）叶轮卡住不转；故障排除方法：去除异物，并清洗或更换损坏零件，更换零件后应重新标定更换零件后应重新标定流量显示逐渐减小流量显示逐渐减小1 1）过滤器堵塞，压损逐渐增大，使流量减小；故障排除方法：清除过滤）过滤器堵塞，压损逐渐增大，使流量减小；故障排除方法：清除过滤器内杂物器内杂物2 2）管道上阀芯松动，阀门开度自动减少；故障排除方法：修理或更换阀）管道上阀芯松动，阀门开度自动减少；故障排除方法：修理或更换阀门门3 3）叶轮受杂物阻碍或轴承
38、间隙内进入异物，阻力增大使转速减慢故障；）叶轮受杂物阻碍或轴承间隙内进入异物，阻力增大使转速减慢故障；排除方法：清洗流量计，必要时重新标定排除方法：清洗流量计，必要时重新标定流量为零时，流量显示不为零，显示值不稳流量为零时，流量显示不为零，显示值不稳1 1）传输线屏蔽接地不良，外界电磁场的干扰；故障排除方法：检查接地，）传输线屏蔽接地不良，外界电磁场的干扰；故障排除方法：检查接地，排除干扰排除干扰2 2）管道振动，引起叶轮抖动；故障排除方法：加固管线或在流量计前后）管道振动，引起叶轮抖动；故障排除方法：加固管线或在流量计前后加装支架加装支架3 3）截止阀泄漏；故障排除方法：检修或更换阀门）截止
39、阀泄漏；故障排除方法：检修或更换阀门4 4）显示仪内部线路板之间或电子元件变质损坏，产生干扰；故障排除方）显示仪内部线路板之间或电子元件变质损坏，产生干扰；故障排除方法：采取法：采取“短路法短路法 或逐一检查，找出故障点或逐一检查，找出故障点显示流量与实际流量不符显示流量与实际流量不符1 1）叶轮被腐蚀，叶片变形；故障排除方法：修理叶轮或更换后重新标定）叶轮被腐蚀，叶片变形；故障排除方法：修理叶轮或更换后重新标定2 2）杂物阻碍叶轮旋转；故障排除方法清除杂物）杂物阻碍叶轮旋转；故障排除方法清除杂物3)3)检测线圈输出信号失常；故障排除方法检查线圈绝缘电阻和导通电阻检测线圈输出信号失常；故障排除
40、方法检查线圈绝缘电阻和导通电阻4 4）旁通阀泄漏；故障排除方法关严旁通阀，必要时更换）旁通阀泄漏；故障排除方法关严旁通阀，必要时更换5 5）流量计上游流速分布发生畸变或出现脉动流；故障排除方法找出产生畸）流量计上游流速分布发生畸变或出现脉动流；故障排除方法找出产生畸变或脉动流的原因，采取措施予以消除变或脉动流的原因，采取措施予以消除6 6）显示仪表故障；故障排除方法修复显示仪表）显示仪表故障；故障排除方法修复显示仪表7 7）显示仪表接线不正确；故障排除方法更正接线）显示仪表接线不正确；故障排除方法更正接线8 8）显示仪表设定错误；故障排除方法更正设定）显示仪表设定错误；故障排除方法更正设定9
41、9）实际流量超出规定的流量范围；故障排除方法更换合适口径的流量计）实际流量超出规定的流量范围；故障排除方法更换合适口径的流量计4.1涡街流量计涡街流量计工作原理与结构工作原理与结构4.1.1.1 4.1.1.1 工作原理工作原理在流体中设置旋涡发生体（阻流体）在流体中设置旋涡发生体（阻流体），从旋涡发生体两侧交替地产生有，从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街，如图街，如图1 1所示。旋涡列在旋涡发所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为发生频率为f f，被测介质来流的平，被测介质来流的平均速
42、度为均速度为U U，旋涡发生体迎面宽度，旋涡发生体迎面宽度为为d d，表体通径为，表体通径为D D，根据卡曼涡街，根据卡曼涡街原理，有如下关系式原理，有如下关系式f=SrU1/d=SrU/mdf=SrU1/d=SrU/md（1 1）式中式中U1-U1-旋涡发生体两侧平均旋涡发生体两侧平均流速，流速，m/sm/s；Sr-Sr-斯特劳哈尔数；斯特劳哈尔数；m-m-旋涡发生体两侧弓旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比形面积与管道横截面面积之比4.1.1.24.1.1.2结构结构涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。传感器包括旋涡发生涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。传感器包括旋涡发生体（阻
43、流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波体（阻流体）、检测元件、仪表表体等；转换器包括前置放大器、滤波整形电路、整形电路、D DA A转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近转换电路、输出接口电路、端子、支架和防护罩等。近年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换年来智能式流量计还把微处理器、显示通讯及其他功能模块亦装在转换器内。器内。涡街流量计图：涡街流量计图：转换器原理框图转换器原理框图：1.1.安装注意事项安装注意事项VSFVSF属于对管道流速分布畸变、属于对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉动等敏感的流量计，旋转流和流动脉动等敏感的流量计，因此
44、，对现场管道安装条件应充分因此，对现场管道安装条件应充分重视，遵照生产厂使用说明书的要重视，遵照生产厂使用说明书的要求执行。求执行。VSFVSF可安装在室内或室外。如可安装在室内或室外。如果安装在地井里，有水淹的可能，果安装在地井里，有水淹的可能，要选用涎水型传感器。传感器在管要选用涎水型传感器。传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装，道上可以水平、垂直或倾斜安装，但测量液体和气体时为防止气泡和但测量液体和气体时为防止气泡和液滴的干扰，安装位置要注意，如液滴的干扰，安装位置要注意，如图图1616所示。所示。图图16 16 混相流体的安装混相流体的安装 （a a）测量含液体的气体流量仪表测量含液
45、体的气体流量仪表安装；安装；（b b）测量含气液体流量仪表安装测量含气液体流量仪表安装VSFVSF必须保证上、下游直管段有必必须保证上、下游直管段有必要的长度，如图要的长度，如图1717所示。在各种资所示。在各种资料中数据有差异，其原因可能是，料中数据有差异，其原因可能是，旋涡发生体尚未标准化，形状尺寸旋涡发生体尚未标准化，形状尺寸的差异有多少影响尚待验证；对各的差异有多少影响尚待验证；对各类阻流件必要的直管段长度试验研类阻流件必要的直管段长度试验研究尚不够，即还不成熟，对比节流究尚不够，即还不成熟，对比节流式差压流量计，这方面工作还处于式差压流量计，这方面工作还处于初始阶段。初始阶段。图图1
46、7 17 涡街流量计对上、下游直管涡街流量计对上、下游直管段长度的要求段长度的要求（a a）一个）一个90o90o弯头；（弯头；（b b）同心扩）同心扩管；（管；（c c）同心收缩全开阀门；）同心收缩全开阀门；（d d）不同平面两个）不同平面两个90o90o弯头；弯头；（e e）调节阀半开阀门；（）调节阀半开阀门；（f f）同一）同一平面两个平面两个90o90o弯头弯头 传感器与管道的连接如图传感器与管道的连接如图1818所示。所示。在与管道连接时要注意以下问题在与管道连接时要注意以下问题。1 1）上、下游配管内径上、下游配管内径D D与传感与传感器内径器内径DD相同，其差异满足下述条相同，其
47、差异满足下述条件：件：0.95DD1.1D0.95DD1.1D。2 2）配管应与传感器同心，同配管应与传感器同心，同轴度应小于轴度应小于0.05D0.05D。3 3）密封垫不能凸入管道内，密封垫不能凸入管道内，其内径可比传感器内径大其内径可比传感器内径大1 12mm2mm。4 4）如需断流检查与清洗传感如需断流检查与清洗传感器，应设置旁通管道如图器，应设置旁通管道如图1919所示。所示。5 5）减小振动对减小振动对VSFVSF的影响应该作为的影响应该作为VSFVSF现场安装的一个突出问题来关注。现场安装的一个突出问题来关注。首先在选择传感器安装场所时尽量注首先在选择传感器安装场所时尽量注意避开
48、振动源。其次采用弹性软管连意避开振动源。其次采用弹性软管连接在小口径中可以考虑。第三，加装接在小口径中可以考虑。第三，加装管道支撑物是有效的减振方法，一种管道支撑物是有效的减振方法，一种管道支撑方法如图管道支撑方法如图2020所示。所示。涡街流量计常见故障处理涡街流量计常见故障处理通电后无流量时有输出信号通电后无流量时有输出信号1)1)输入屏蔽或接地不良，引入电磁干扰输入屏蔽或接地不良，引入电磁干扰 ；处理方法：改善屏蔽与接地，；处理方法：改善屏蔽与接地，排除电磁干扰排除电磁干扰 2)2)仪表靠近强电设备或高频脉冲干扰源仪表靠近强电设备或高频脉冲干扰源 ；处理方法：远离干扰源安装，；处理方法：
49、远离干扰源安装，采取隔离措施加强电源滤波采取隔离措施加强电源滤波 3)3)管道有较强振动管道有较强振动 ；处理方法：采取减震措施，加强信号滤波降低放大；处理方法：采取减震措施，加强信号滤波降低放大器灵敏度器灵敏度 4)4)转换器灵敏度过高转换器灵敏度过高 ；处理方法：降低灵敏度，提高触发电平；处理方法：降低灵敏度，提高触发电平通电通流后无输出信号通电通流后无输出信号1)1)电源出故障电源出故障 ；故障排除方法：检查电源与接地；故障排除方法：检查电源与接地 2)2)输入信号线断线故障排除方法：检查信号线与接线端子输入信号线断线故障排除方法：检查信号线与接线端子 3)3)放大器某级有故障故障排除方
50、法：检测工作点，检查元器件放大器某级有故障故障排除方法：检测工作点，检查元器件 4)4)检测元件损坏故障排除方法：检查传感元件及引线，检查阀门，增大检测元件损坏故障排除方法：检查传感元件及引线，检查阀门，增大流量或缩小管径流量或缩小管径 6)6)管道堵塞或传感器被卡死故障排除方法：检查清理管道，清洗传感器管道堵塞或传感器被卡死故障排除方法：检查清理管道，清洗传感器输出信号不规则不稳定输出信号不规则不稳定 1)1)有较强电干扰信号有较强电干扰信号 ；处理方法：加强屏蔽和接地；处理方法：加强屏蔽和接地 2)2)传感器被沾污或受潮，灵敏度降低；处理方法：清洗或更换传感器，提高传感器被沾污或受潮，灵敏