流量计量是计量科学技术的组成部分之一做好这一工作对保证产品质量、提高生产效率都具有重要作用。涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类在我公司的液体流量计中涡轮流量计占大部分所以在检定涡轮流量计的过程中遇到过一些问题使检定工作不能进行下去或检定结果不合格。本文将对涡轮流量计的结构原理、检定中遇到一些主要问题及解决方法予以阐述。
1 涡轮流量计的工作原理与结构
1.1 涡轮流量计的工作原理
涡轮流量计的原理示意图如图1所示在管道中心安放一个涡轮两端由轴承支撑。当流体流过管道时冲击涡轮叶片对涡轮产生驱动力矩使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。在一定流量范围内对一定流体介质粘度涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。由此流体流速可通过涡轮旋转角速度得到从而可以计算得到通过管道的流体流量。
涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的永久磁力线时就会引起线圈中的磁通变化传感线圈将检测到的磁通周期变化信号选入前置放大器对信号进行放大、整形产生与流速成正比的脉冲信号送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值;同时亦将脉冲信号送入频率-电流转换电路将脉冲信号转换成模拟电流量进而指示瞬时流量值。
1.2 涡轮流量计的结构
1.2.1 涡轮
涡轮由导磁不锈钢材料制成装有螺旋状叶片。叶片数量根据直径变化而不同2～24片不等。涡轮质量要求尽可能小。
1.2.2 轴承
轴承一般采用滑动配合的硬质合金轴承要求耐磨性能好。
1.2.3 前置放大器
前置放大器由磁感应转换器与放大整形电路两部分组成。磁电转换器一般采用磁阻式它由永久磁钢及外部缠绕的感应线圈组成。当流体通过涡轮旋转时叶片在永久磁铁正下方时磁阻最小两叶片空隙在磁钢下方时磁阻最大，涡轮旋转不断地改变磁路的磁通量使线圈中产生变化的感应电动势送入放大整形电路变成脉冲信号。
输出脉冲的频率与通过流量计的流量成正比。其比例系数K为
K=f/qV
式中 f—涡轮流量计输出脉冲频率;
qV—通过流量计的流量。
该比例系数称为涡轮流量计的仪表系数。
1.2.4 信号接受与显示
信号接收与显示器由系数校正器。加法器和频电转换器组成其作用是将从前置放大器送来的脉冲信号变成累积流量和瞬时流量并显示。
2 检定设备及原理
我公司检定涡轮流量计所用标准设备为红、燃油流量校验台采用标准体积管型流量校准方法。由侍服电机、精密标准体积管、测长光栅及相应控制设备组成。检定过程采用计算机控制、窗式软件操作。
3 问题及解决方法
在检定涡轮流量计时有时会遇到流量计示值误差(用仪表系数K计算示值误差)不合格、标准采集不到信号、二次仪表不显示或显示结果超差等现象。出现这些现象时有时流量计并不是不合格因此要对这些现象进行分析最后得出正确结论。
3.1 流量计示值误差(用仪表系数K计算示值误差)不合格
检定涡轮流量计尤其是检定红油涡轮流量计时由于涡轮流量计出厂时一般都用水进行标定所以当检定介质为红油时因其粘度系数较大一般的流量计用红油介质检定后都达不到出厂时的准确度。这样就应该适当提高流量计的下限值或适当降低流量计的准确度。还有的流量计具有分段修正的功能这样即使用仪表系数K计算出的总的示值误差不合格但经过分段修正后流量计每一流量段的示值误差能达到准确度要求这样该流量计仍然合格。当然前提条件是流量计重复性要合格。
3.2 标准采集不到信号
检定涡轮流量计时标准设备为流量计提供24V或12V直流电并且采集流量传感器输出的脉冲信号。当检定涡轮流量计时标准设备无法采集流量计的输出信号时首先应检查信号线连接是否正确若正确就应该测试一下流量计是否有信号输出。如果没有信号输出流量计或放大器损坏流量计不合格。如果有信号输出那么就应该测试流量计输出信号的幅值及其频率，然后调整标准设备控制台上的“脉冲信号幅值选择”和“脉冲信号放大倍数选择”使其对应相应的幅值和放大倍数直至标准设备可采集到信号为止。当即使调整标准设备也无法采集到信号时可用频率计采集流量计输出信号的频率然后根据公式K=f/qV ,代入频率及标准流量值计算出流量计的仪表系数。
3.3 二次仪表不显示或显示结果超差
若二次仪表不显示所检流量值那么首先还是应该检查连线是否正确即电源线、信号线(频率信号还是电流信号)等是否连接正确。如果连接正确仍不能显示流量值那二次仪表损坏。
当二次仪表显示流量值超差时要检查仪表系数设置是否正确。当其具有分段修正的功能时，时代超声波探伤仪不要只输入一个仪表系数值要根据检定结果输入每一流量段的仪表系数值至少三点。这样就能保证全量程流量示值误差合格。
4 结论
总之由于涡轮流量计的种类繁多接线方式也各不相同所以在检定涡轮流量计时有些问题要根据具体情况进行分析不要贸然下结论。
