涡轮流量计：技术和工作原理
内容：
- 什么是涡轮流量计？主要部件
- 它是如何工作的？
- 涡轮流量计中的k因子是多少？
- 涡轮流量计校准
- 如何安装涡轮流量计？安装指南
- 优点和缺点
- 我们为什么使用涡轮流量计？
什么是涡轮流量计？主要部件
涡轮流量计是一种测量单位时间内通过管道的气体或液体的体积流量的设备。
这种流量计的简化方案由3个主要部分组成：
- 涡轮（转子、叶轮、叶片）
- 拾取传感器（带变送器）
- 住房
涡轮机由固定在管道中的轴和叶轮组成。这种叶轮是多叶轮。该轮子连接到在轴承上旋转的轴上。每个叶片的边缘都有磁极。所有这些部件构成了涡轮机的转子（运动部件）。
根据流动技术，有两种主要类型的安装：轴向和切向。在轴向型中，流动平行于轴线，而在切向型中，它围绕圆周流动。（看图）。
转子和轴承的材料根据介质类型和所需的精度进行选择。
拾音传感器系统由感应线圈（或霍尔传感器）和信号发射器（换能器）组成。感应线圈产生与转子速度成正比的电脉冲，并将其传输到记录设备。有时设备配备两个这样的线圈来测量正向和反向流动方向。霍尔传感器只是检测磁场的变化。
外壳由非磁性铸钢（或铝甚至塑料）制成，并包含测量传感器和转子。最流行的安装方式是使用与管道耦合的法兰的方法。
另一个值得一提的重要细节是矫直叶片。为此，最常用的板与介质的运动方向平行安装。它们用于在所有叶片上均匀分布流射流。此外，机械稳定器安装在结构中以避免湍流。顺便说一下，涡街流量计的工作是基于该涡街的特殊创造。
它是如何工作的？
涡轮流量计的主要目的是通过流速分析来测量体积流量。该原理基于跟踪多叶片转子转速。那么，涡轮流量计是如何工作的呢？
这种方法与循环非常相似。你踩得越快，你移动得越快。液体或气体的流动作为驱动力，涡轮转子作为车轮。让我们详细解释一下涡轮流量计的工作原理。
水或气体从管道流入带有涡轮机的部分。首先，矫直叶片将主流分成喷嘴，并将其直接引导到叶片上。
机械能推动叶片表面并使其旋转。通过管道的物质体积越大，产生的机械能就越多，叶片的角（旋转）速度就越高。
边缘带有磁铁的叶片以一定的速度通过电气拾取传感器附近，并引起磁场的变化。如果设备具有感应线圈，则在其中感应出电脉冲。如果安装了霍尔传感器，它只会捕获这些变化。这种方法类似于电磁流量计。
发生这些变化的频率值被监控并发送到发射器。这种信号的频率与流速成正比。
以下是关于体积流量和脉冲频率之间依赖性的涡轮流量计方程：
F= k * Q
哪里：
F - 显示拾取传感器每分钟或每秒检测到的脉冲数的指示器
Q - 体积流量（立方米、加仑、升/秒）
k - 特殊系数，也称为 k 因子（例如，每立方米的脉冲数）。我们将在下面更详细地考虑它。
此外，变送器分析接收到的数据并将其转换为模拟或数字信号。
涡轮流量计中的k因子是多少？
K 因子是一个关键系数，用于显示每单位体积或介质质量的脉冲数。该常数值包括物质和管道的主要特征（粘度、温度、直径等）
在测量系统中正确显示数值是必要的。校准后，该系数在产品证书中注明。
涡轮流量计校准
设备的校准在实验室条件下在水上进行。
如果该设备应该在粘性介质（2-300 cSt，厘石）中使用，则取具有与工作介质相似的特性的液体进行校准。
因此，对于每种目的和介质，都会分配自己的K因子。有时，制造商会在其设备套件中添加现成的通用粘度图以进行校准。使用它们，用户可以快速确定已经计算出的不同物质的K因子。
如何安装涡轮流量计？安装指南
涡轮流量计仅安装在直线段或垂直和水平管道上。其外壳上有一个箭头，指示所需的流动方向。
单涡轮装置前直线段长度应至少为10个管径，之后至少为5个直径。双涡轮机组可以安装在较短距离的直线段上。
在垂直管道上，最好安装流量计，使流体流动从上到下引导。在这种情况下，意外进入设备的气泡会很快离开设备。
如果设备需要使用受污染的介质，则值得安装和额外的过滤器，以避免固体颗粒损坏结构。
优点和缺点
因此，我们考虑了涡轮流量计的工作原理和理论。是时候定义它的主要优缺点了。
优势：
- 易于安装和维护
- 结果的高精度、线性度和可重复性
- 在高压（高达 400 bar）下实现最佳运行
- 宽温度范围 （–210°...+177°C / -346...+350，6° F）
- 高吞吐量（适用于直径从 40 到 250 mm）。
- 快速的动态响应和对变化的高度敏感
- 可与低电导率物质一起使用
- 低压降
- 低成本
弊：
- 工作前必须设定材料的粘度
- 无法在高粘度环境中运行（其中流动曲线为层流
- 物质必须清洁（无颗粒部件）
- 流体中的气泡对精度的影响
- 需要较长的直管段
- 不抗振
我们为什么使用涡轮流量计？
目前，大约7%的用户完全选择涡轮流量计。那么，他们如何使用它呢？
它是测量非常不同类型的介质的绝佳设备：
- 水
- 空气
- 天然气
- 燃料
- 蒸汽
- 蒸汽
- 油
- 化学物质
- 低温液体
- 碳氢化合物
此类设备用于卫生应用、水和废水分配、注入系统、计数器、井处理、不同的分离器、发电等。它可以用于市政和工业目的。
但是，它有一些重要的限制。设备不应与受污染的物质以及低速流和高粘度液体一起使用。
现在，对于买家来说，选择合适的设备非常重要，因此值得购买可靠的产品，例如西门子流量计。
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