基於與人類曆史一樣古老的原理再結合運用新的技術,可有效提高渦輪流量計的測量準確性、可重複性及可靠性。 可用尺寸至12英寸 ( 300毫米)且能適應 10,000 psi (689巴)過程壓強及 1,000 βF(538℃)過程溫度的渦輪流量計,適用於全球化工、石化、製藥及食品飲料等行業應用。 渦輪流量計的基本構造是安裝在流體管中的一個裝有葉片的轉子(參見圖1)。隨著流體(氣體或液體)介質流過轉子葉片,即在每一葉片背麵形成一個低壓區,從而推動轉子轉動
影響性能的因素 基本渦輪流量計技術已至少有10年時間沒有什麼變化,因此人們積累了大量有關可影響其性能的知識。 正是這些不斷累積的知識,使渦輪流量計變得高度可重複,而且比任何其他流量計都被更多地用作標準儀表(基準儀表)。 在流體測量應用中,影響渦輪流量計性能的關鍵因素包括: ■空化 ■流體比重 ■粘度 當流體壓強非常接近其真空壓強時,即會產生泡沫並破裂,這種物理現象即所謂的“空化”,它能給管道及設備(包括渦輪流量計的轉子葉片)帶來嚴重的損壞。 dangyetitongguowolunzhuanziyepianshi,qisuduhuizengjiabingzaiyepianbeimianxingchengyigediyaqu。danggaidiyaquyaqiangdiyuliutizhenkongyaqiangshi,jihuichanshengpaomo。suizhepaomoxiangxiayouyundong,yalizhujianhuifubingshipaomopolie(返回至液體狀態)。真zhen空kong泡pao沫mo破po裂lie會hui釋shi放fang出chu能neng量liang,並bing產chan生sheng類lei似si於yu砂sha礫li流liu過guo管guan道dao時shi所suo發fa出chu的de噪zao音yin。當dang能neng量liang在zai靠kao近jin固gu體ti表biao麵mian處chu釋shi放fang時shi,會hui將jiang少shao量liang材cai料liao磨mo掉diao,留liu下xia粗cu糙cao、類似於煤渣的表麵。 除磨損外,空化還會使轉子速度加快(比正常液體流動條件下的轉速更快),這樣就會產生不準確的測量信號。 “將係統背壓保持在流量計壓強下降量兩倍加產品真空壓強25倍上,可有效地避免渦輪流量計產生空化”,Sponsler公司高級銷售與開發工程師Barry Ellison說。 liutibizhongshiyingxiangzhuanziyepianshangweifenyaqiangdelingyiyinsu。suizheliutibizhongdejiangdi,yaqiangweifenzhiyesuizhijianshao。bizhongjiliusuhendideliutihuizaizhuanziyepianshangchanshenghendideweifenyaqiang,yincizhiyouhenshaodenengliangnengyonglaituidongzhuanzi。 渦輪流量計廠商一般通過增加轉子葉片傾角來對低比重及低流速流體條件進行補償。 第di三san種zhong性xing能neng影ying響xiang因yin素su是shi流liu體ti粘zhan度du。由you於yu粘zhan度du是shi一yi項xiang代dai表biao液ye體ti流liu動dong阻zu力li的de指zhi標biao,因yin此ci它ta對dui流liu量liang計ji性xing能neng的de影ying響xiang發fa生sheng在zai儀yi表biao定ding子zi與yu轉zhuan子zi葉ye片pian及ji軸zhou承cheng之zhi間jian的de空kong隙xi內nei。渦wo輪lun流liu量liang計ji廠chang商shang一yi般ban會hui用yong幾ji種zhong方fang式shi來lai補bu償chang粘zhan度du對dui流liu量liang計ji性xing能neng的de影ying響xiang,包bao括kuo調tiao整zheng轉zhuan子zi葉ye片pian的de形xing狀zhuang及ji長chang度du,和he/或為轉子增加一層覆蓋等。 渦輪流量計廠商對每一種性能影響因素都非常清楚,並且一般都會用物理設計調整和/或修改儀表K因子等手段來進行補償(其中K代表知識極限,並且是一種通常用來表示校正因子未知或難以表示效應的可接受方式)。
 軸承選擇 有多種形式的軸承可供渦輪流量計選用,包括金屬及陶瓷滾珠軸承以及套筒式碳化鎢及陶瓷滾珠軸承等。 滾珠軸承通常具有最高的精度、最低的成本及最寬的使用範圍,因此它被用於眾多流體中。而碳化鎢及陶瓷滾珠軸承則在維修兼容流體中擁有最高的耐用性。 由於流體一般都能為軸承提供一定程度上的潤滑,因此它所提供的高自然潤滑可延長軸承的使用壽命。 對於那些流體隻能為軸承提供較少或完全不能提供自然潤滑的應用,則可使用Hoffer流量控製公司提供的帶自潤滑陶瓷滾珠軸承的單元。 無wu論lun流liu體ti是shi否fou能neng為wei渦wo輪lun流liu量liang計ji軸zhou承cheng提ti供gong潤run滑hua,廠chang商shang們men都dou能neng采cai用yong各ge種zhong不bu同tong技ji術shu來lai使shi軸zhou承cheng磨mo損sun最zui小xiao。例li如ru,滾gun珠zhu軸zhou承cheng單dan元yuan所suo包bao含han的de非fei金jin屬shu軸zhou承cheng護hu圈quan、硬度極高的碳化鎢及陶瓷滾珠等,都能使軸承的使用壽命延長。 zhouchengshoumingyuzhouchengsudupingfangjinsichengfanbi,yinci,weiyanchangwolunliuliangjideshiyongshouming,zuihaonengrangliuliangjigongzuozaijiaodiliusushang。liru,ruguoliuliangjizaiqizuidaliusude33%上工作,則軸承壽命大約可提高10倍。 對於采用滾珠軸承的流量計,建議每半年對軸承進行一次檢查。 安裝影響 像xiang大da多duo數shu流liu量liang計ji一yi樣yang,渦wo輪lun流liu量liang計ji的de精jing度du絕jue大da部bu分fen取qu決jue於yu正zheng確que的de安an裝zhuang以yi及ji能neng否fou確que保bao不bu產chan生sheng漩xuan渦wo的de運yun行xing條tiao件jian。甚shen至zhi在zai恒heng定ding流liu速su上shang,漩xuan渦wo都dou能neng改gai變bian流liu體ti衝chong擊ji轉zhuan子zi葉ye片pian的de角jiao度du,進jin而er改gai變bian轉zhuan子zi轉zhuan速su並bing因yin此ci而er改gai變bian液ye體ti流liu速su指zhi示shi。 通過在渦輪流量計上、下遊中安裝足夠長度的流體直通,可減少甚至完全消除漩渦效應。流體直通是一種直管與校正葉片的組合,或者像Vortab公gong司si的de流liu量liang調tiao理li器qi這zhe樣yang的de專zhuan用yong裝zhuang置zhi。用yong於yu液ye體ti流liu量liang測ce量liang應ying用yong的de渦wo輪lun流liu量liang計ji,在zai水shui平ping及ji垂chui直zhi兩liang個ge方fang向xiang上shang都dou能neng很hen好hao地di使shi用yong,但dan氣qi體ti流liu量liang測ce量liang應ying用yong則ze一yi般ban隻zhi要yao求qiu流liu量liang計ji在zai垂chui直zhi方fang向xiang上shang具ju有you精jing確que的de測ce量liang指zhi標biao。 當在斷續液體應用中使用時,建議將渦輪流量計安裝在管道中的較低位置上。 渦wo輪lun流liu量liang計ji一yi般ban設she計ji用yong於yu幹gan淨jing的de流liu體ti應ying用yong中zhong。在zai可ke能neng存cun在zai固gu體ti的de應ying用yong中zhong,建jian議yi安an裝zhuang篩shai網wang或huo過guo濾lv器qi。但dan由you於yu篩shai網wang或huo過guo濾lv器qi容rong易yi產chan生sheng漩xuan渦wo,因yin此ci建jian議yi將jiang其qi安an裝zhuang在zai直zhi通tong路lu徑jing中zhong的de上shang遊you位wei置zhi。
信號輸出 渦輪流量計所產生的信號,是一種峰-峰值電壓脈衝,而產生脈衝最常用的方法是利用磁阻原理。 zaicizuyuanlifangfazhong,ganyingxianquanwaibaoyicengyongciti,bingbeianzhuangzailiuliangjiwaimianjinkaozhuanzidebuwei。erzhuanzishangdemeiyigeyepian,dangtazhuanguoxianquanshidouhuiyinqicichangpianxie,erzhezhongcizubianhuayouhuizaiganyingxianquanzhongjiqidianyamaichong。 在(zai)過(guo)去(qu)幾(ji)年(nian)中(zhong),電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)使(shi)用(yong)極(ji)大(da)地(di)提(ti)高(gao)了(le)渦(wo)輪(lun)流(liu)量(liang)計(ji)的(de)性(xing)能(neng),例(li)如(ru),每(mei)秒(miao)計(ji)算(suan)數(shu)千(qian)個(ge)脈(mai)衝(chong)的(de)能(neng)力(li)就(jiu)能(neng)極(ji)大(da)地(di)提(ti)高(gao)流(liu)量(liang)計(ji)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)及(ji)範(fan)圍(wei)。 當安裝在電氣噪音環境中、或當渦輪流量計與電子設備之間的距離超過200英尺時,則有必要進行相應的信號調整。 應用舉例 除液體或氣體渦輪流量計較為傳統的工業應用外,Hoffer、Omega Engineering及Sponsler等公司也在成功地將其用於一些不太傳統的應用中,例如: ■ Viking Yachts公司生產各種遠洋遊艇,由於擔心在危險海域遇到燃料耗盡情況,因此Viking公司需要為其客戶提供有關遊艇航程的準確信息。在Sponsler公司幫助下,Viking公司現在已能準確地測量出遊艇柴油發動機在各種工作條件下的油耗情況,從而可幫助確保船長在不耗盡燃料的情況下安全進港。 ■ 將奶製品從牛奶場輸送至儲罐中,要求進行精確及可重複的密封輸送測量,並且還要求有很高的衛生條件。Omega公司的FTB係列及Sponsler公司的SP714,即是適合上述應用的精確及衛生的渦輪流量計,設計時即考慮到無需拆卸即能對內部元件進行徹底的清潔。 ■ 全球最大的石油天然氣儲量是在海底,但要探明這些儲量,需麵臨深度超過10,000英尺、內部工作壓強超過10,000psi、外部壓強超過5,000 psi以及溫度低於32 鸉的獨特挑戰。 Hoffer公司正在用專門設計的5/8及4英寸渦輪流量計來應對這些獨特的海底應用挑戰。迄今為止,渦輪流量計仍然是一種最為流行的流量測量方式,原因何在?因為它們能夠提供: ■ 寬測量範圍; ■ 出色的精度及低成本; ■ 允許與眾多過程流量一起使用的製造材料; ■ 結構簡單耐用且能進行現場維修; ■ 與用於流量控製及計算機進行接口的相關電子讀取設備連接的靈活性; ■ 寬範圍過程連接; ■ 寬工作溫度及壓強等。 蹼輪流量計是一種低成本替代方案 當精度不那麼重要時,蹼輪(Paddlewheel)流量計是較為昂貴的渦輪流量計的一種低成本替代方案。可用於插入式設計的蹼輪流量計傳感器,可適應達36英寸(914 毫米)的尺寸。
采cai用yong插cha入ru式shi設she計ji時shi,轉zhuan子zi及ji槳jiang葉ye與yu液ye體ti流liu向xiang保bao持chi垂chui直zhi而er不bu是shi平ping行xing。插cha入ru式shi設she計ji的de主zhu要yao優you勢shi是shi,它ta使shi蹼pu輪lun能neng容rong忍ren顆ke粒li通tong過guo,因yin此ci很hen少shao需xu要yao使shi用yong篩shai網wang及ji過guo濾lv器qi。由you於yu槳jiang葉ye隻zhi與yu一yi小xiao部bu分fen流liu量liang截jie麵mian接jie觸chu,因yin此ci轉zhuan子zi的de插cha入ru深shen度du以yi及ji確que保bao適shi當dang的de接jie觸chu截jie麵mian,對dui於yu保bao證zheng流liu量liang計ji的de測ce量liang精jing度du及ji可ke重zhong複fu性xing非fei常chang關guan鍵jian。為wei確que保bao合he適shi的de插cha入ru深shen度du及ji轉zhuan子zi方fang向xiang,大da多duo數shu蹼pu輪lun流liu量liang計ji生sheng產chan商shang都dou提ti供gong專zhuan門men設she計ji的de安an裝zhuang裝zhuang置zhi。 粘度改變時該怎麼辦? conglilunshangjiang,dangliutizhandugaibianshi,keshiyongrongjiliuliangji,danruguoshiyongwolunliuliangjidehua,zeduoshuchangshangdoukaifaleyongyutedingyibiaodezhuanyongzhanduxiaozhunquxian(Special Viscosity Calibration Curve, SVCC)。 開發SVCC要求用一係列粘度來對渦輪流量計進行校準-- 一般需用3到4種。每一條粘度曲線都代表流量計的特定性能,並可用來開發一個安裝在基於計算機的控製器或監控係統中的多項式方程。 另外,還需將一個溫度傳感器安裝在流體中,並與控製或監視係統連接。 根據溫度傳感器的輸入,再將適當的SVCC應用到渦輪流量計的輸出值中,即可獲得流體粘度調整流速。 相關更多信息,請訪問下列網站或進入 www.cechinamag/freeinfo輸入谘詢編號查詢 Hoffer Flow Controls www.hofferflow.com 230 Omega Engineering www.omega.com 231 Sponsler Co. www.sponsler.com 232 Vortab www.vortab.com 233 |