摘要：智能式渦輪流量計是在流量、溫度、壓力一體化傳感器的基礎上，配備智能流量積算儀，可以對流體的溫度和壓力進行自動補償運算和計量的新型速度式流量測量儀表。從儀表的結構原理和特點出發，提出了智能式渦輪流量計的安裝、使用與維護時應該注意的事項。

智能式渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，配以相應的流量積算儀表，可以測量流體的總量。在石油、化工、冶金、輕工及科研等領域的計量和控制系統中有著廣泛的應用，如配備上衛生接頭，還可以應用于制藥和食品行業。

1、智能式渦輪流量計的結構與特點

1）智能式渦輪流量計的結構原理。

渦輪流量計的結構原理如圖1所示。主要由殼體、導流器、渦輪、軸承、磁電轉換器、放大轉換電路、智能單元和顯示單元等部分組成。在管道中心，通過支架將一對軸承固定在管中心軸線上，渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，對流體起導向作用，以避免流體自旋而改變對渦輪葉片角度的作用。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈、微處理器智能單元、LCD顯示器和接線盒等。

當被測流體通過管道流入機殼的進口時，由于渦輪的葉片與流體流向之間有一個傾角，流體沖擊渦輪葉片而產生驅動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而轉動。實踐證明，在一定的流量范圍內，對一定黏度的流體，渦輪的轉速與流經渦輪的流體流量成正比。所以，可以通過測量渦輪的轉速來測量流體的流量。

渦輪的轉速一般是通過裝在機殼外的磁電轉換器來檢測的。當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產生的磁力線時，就會引起電感線圈中的磁通變化。電感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入放大轉換電路，對信號進行放大、整形，產生與流速成正比的脈沖信號。將此脈沖信號送入頻率-電流轉換電路和單片機智能單元作運算處理，存儲實時數據，由LCD液晶顯示器現場顯示流體的流量和累積總量，并可輸出與流量成比例的脈沖信號或4~20 mA.DC 電流信號，用于流量的遠程顯示與控制，必要時還可進行網絡通信。

2）智能式渦輪流量計的主要特點。

智能式渦輪流量計由于采用微處理器技術和LCD液晶顯示技術等新技術，與傳統的模擬式流量計相比，具有測量準確度高，量程比寬，適應性強，數字信號輸出、顯示和管理更加靈活，實時數據存儲與處理、安裝使用維護方便等特點。

2、智能式渦輪流量計的安裝

智能式渦輪流量計在工藝管道上安裝時，需要注意以下幾點。

1）渦輪流量計應水平安裝，流體流向必須和箭頭指向一致，安裝處的環境溫度為20~120 ℃ ，相對濕度不超過80%。

2）和渦輪流量計相連接的前后管道的內徑應與流量計口徑一致。流量計前直管段長度L1&≥20D(D為流量計接管口徑)，流量計后直管段長度L2≥15D。

3）為了消除雜質，流量計前應裝有過濾器。為了減少由管道上游帶來的旋回流的干擾及減小流量計前后所需的直管段長度，需要安裝整流器。凡測易氣化的液體時，應安裝消氣器，以消除管道內氣體，提高測量精確度，延長流量計使用的生命周期。

4）工藝管道中心和流量計中心保持一致。管道和流量計連接處不得有凸出物伸入管道內，以免改變管道截面和流量計進口流場分布。

5）為了減少來自上游的流場干擾，控制閥應置于流量計下游側，以利于流量的平穩控制。單獨設置的壓力表可設置在流量計的進口或出口處；單獨設置的溫度計應設置在流量計的下游處。

6）在測量單向流體流量的場合，應在流量計的下游處設一單向閥（止逆閥），以防止因流體的反沖現象而影響流量計特性。

7）在流量計安裝過程中，應盡量減小應力，以避免由于安裝應力所引起的變形和熱脹冷縮所引起的畸變。

8）在可能的條件下，希望設置旁路管道。這樣既可在啟動時起保護作用，又可以在維修時不影響流體的正常輸送。

9）對不帶前置放大器的流量計，其流量計和前置放大器之間的間距不得超過3~5m，應該采用屏蔽電纜將流量計的輸出信號傳送至前置放大器的輸入端。對帶前置放大器的流量計，應采用四芯屏蔽電纜，將其輸出信號傳輸到流量指示積算儀。

10）應保證流量計有良好的接地，以保證流量計的正常工作和安全運行。

11）安裝流量計前，應將管道內鐵屑、焊渣和雜物消除干凈。啟動儀表前，應排除管道內氣體。啟動儀表時，管路閥門不宜開得過大過快，應避免過載流量流經流量計而使儀表受損。

12）智能式流量指示積算顯示儀表應水平放置或水平安裝在儀表屏上，安裝高度應以讀數和操作方便為準，一般為1.5m左右。

3、智能式渦輪流量計的使用和維護

3.1 適用場合

智能式渦輪流量計可用于測量水、輕質油品、石油溶劑、酸類、堿類、液態氧、液態氮、液態氫以及空氣、氧氣等介質的流量。而*宜測量的介質是比較潔凈的低黏度液體，尤其適合測量脈動流體的流量。

3.2 運行與維護

1）在需要清洗工藝管道時，清洗液體不能直接通過流量計。應該打開旁路閥，讓清洗液體流經旁路管線來完成工藝管道清洗工作。

2）管道系統啟動時應當先開旁路管線，以防止因流速突然增加使渦輪因轉速過大而損壞流量計。

3）在使用渦輪流量計之前，應該仔細閱讀產品使用說明書，以保證對儀表事先有全面的了解。

4）要求被測介質潔凈以減少軸承磨損。盡管在流量計前加裝了過濾器，但仍有雜質進入表內而造成磨損，為此需定期檢修，一旦有卡阻現象應立即清洗，以確保計量結果的準確性。

5）工藝介質的密度和黏度變化對儀表測量結果有影響。當測量液體介質流量時，其溫度與壓力的變化對其密度影響很小，一般可忽略不計；但當測量氣體介質流量時，其溫度、壓力改變后對氣體的密度影響很大，這時需對其介質的密度進行溫、壓補償，以實現被測介質流量的準確檢測或計量。除關注被測介質的密度變化對儀表測量結果的影響外，還應注意被測介質黏度的變化。當被測介質黏度的變化較大時，應將流量計予以重新標定后方可使用。

6）渦輪流量計不能垂直安裝。當測量管道有彎曲現象時，將會引起流體的旋轉，影響渦輪轉數改變，使儀表的測量誤差增大。

4、結語

智能式渦輪流量計是以微處理器為基礎的準確度較高的新型流量檢測儀表，處理好安裝、使用和維護等方面的問題，是充分發揮儀表作用的關鍵。