流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一做好這一工作對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率都具有重要作用。渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類在我公司的液體流量計(jì)中渦輪流量計(jì)占大部分所以在檢定渦輪流量計(jì)的過程中遇到過一些問題使檢定工作不能進(jìn)行下去或檢定結(jié)果不合格。本文將對渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)原理、檢定中遇到一些主要問題及解決方法予以闡述。

　　1 渦輪流量計(jì)的工作原理與結(jié)構(gòu)

　　1.1 渦輪流量計(jì)的工作原理

　　渦輪流量計(jì)的原理示意圖如圖1所示在管道中心安放一個(gè)渦輪兩端由軸承支撐。當(dāng)流體流過管道時(shí)沖擊渦輪葉片對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定流量范圍內(nèi)對一定流體介質(zhì)粘度渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此流體流速可通過渦輪旋轉(zhuǎn)角速度得到從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量。

　　渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的永久磁力線時(shí)就會(huì)引起線圈中的磁通變化傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號選入前置放大器對信號進(jìn)行放大、整形產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時(shí)亦將脈沖信號送入頻率-電流轉(zhuǎn)換電路將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

　　1.2 渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

　　1.2.1 渦輪

　　渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成裝有螺旋狀葉片。葉片數(shù)量根據(jù)直徑變化而不同2～24片不等。渦輪質(zhì)量要求盡可能小。

　　1.2.2 軸承

　　軸承一般采用滑動(dòng)配合的硬質(zhì)合金軸承要求耐磨性能好。

　　1.2.3 前置放大器

　　前置放大器由磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩部分組成。磁電轉(zhuǎn)換器一般采用磁阻式它由永久磁鋼及外部纏繞的感應(yīng)線圈組成。當(dāng)流體通過渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片在永久磁鐵正下方時(shí)磁阻最小兩葉片空隙在磁鋼下方時(shí)磁阻最大，渦輪旋轉(zhuǎn)不斷地改變磁路的磁通量使線圈中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電動(dòng)勢送入放大整形電路變成脈沖信號。

　　輸出脈沖的頻率與通過流量計(jì)的流量成正比。其比例系數(shù)K為

　　K=f/qV

　　式中 f—渦輪流量計(jì)輸出脈沖頻率;

　　qV—通過流量計(jì)的流量。

　　該比例系數(shù)稱為渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)。

　　1.2.4 信號接受與顯示

　　信號接收與顯示器由系數(shù)校正器。加法器和頻電轉(zhuǎn)換器組成其作用是將從前置放大器送來的脈沖信號變成累積流量和瞬時(shí)流量并顯示。

　　2 檢定設(shè)備及原理

　　我公司檢定渦輪流量計(jì)所用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為紅、燃油流量校驗(yàn)臺采用標(biāo)準(zhǔn)體積管型流量校準(zhǔn)方法。由侍服電機(jī)、精密標(biāo)準(zhǔn)體積管、測長光柵及相應(yīng)控制設(shè)備組成。檢定過程采用計(jì)算機(jī)控制、窗式軟件操作。

　　3 問題及解決方法

　　在檢定渦輪流量計(jì)時(shí)有時(shí)會(huì)遇到流量計(jì)示值誤差(用儀表系數(shù)K計(jì)算示值誤差)不合格、標(biāo)準(zhǔn)采集不到信號、二次儀表不顯示或顯示結(jié)果超差等現(xiàn)象。出現(xiàn)這些現(xiàn)象時(shí)有時(shí)流量計(jì)并不是不合格因此要對這些現(xiàn)象進(jìn)行分析最后得出正確結(jié)論。

　　3.1 流量計(jì)示值誤差(用儀表系數(shù)K計(jì)算示值誤差)不合格

　　檢定渦輪流量計(jì)尤其是檢定紅油渦輪流量計(jì)時(shí)由于渦輪流量計(jì)出廠時(shí)一般都用水進(jìn)行標(biāo)定所以當(dāng)檢定介質(zhì)為紅油時(shí)因其粘度系數(shù)較大一般的流量計(jì)用紅油介質(zhì)檢定后都達(dá)不到出廠時(shí)的準(zhǔn)確度。這樣就應(yīng)該適當(dāng)提高流量計(jì)的下限值或適當(dāng)降低流量計(jì)的準(zhǔn)確度。還有的流量計(jì)具有分段修正的功能這樣即使用儀表系數(shù)K計(jì)算出的總的示值誤差不合格但經(jīng)過分段修正后流量計(jì)每一流量段的示值誤差能達(dá)到準(zhǔn)確度要求這樣該流量計(jì)仍然合格。當(dāng)然前提條件是流量計(jì)重復(fù)性要合格。

　　3.2 標(biāo)準(zhǔn)采集不到信號

　　檢定渦輪流量計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為流量計(jì)提供24V或12V直流電并且采集流量傳感器輸出的脈沖信號。當(dāng)檢定渦輪流量計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備無法采集流量計(jì)的輸出信號時(shí)首先應(yīng)檢查信號線連接是否正確若正確就應(yīng)該測試一下流量計(jì)是否有信號輸出。如果沒有信號輸出流量計(jì)或放大器損壞流量計(jì)不合格。如果有信號輸出那么就應(yīng)該測試流量計(jì)輸出信號的幅值及其頻率，然后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備控制臺上的“脈沖信號幅值選擇”和“脈沖信號放大倍數(shù)選擇”使其對應(yīng)相應(yīng)的幅值和放大倍數(shù)直至標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備可采集到信號為止。當(dāng)即使調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備也無法采集到信號時(shí)可用頻率計(jì)采集流量計(jì)輸出信號的頻率然后根據(jù)公式K=f/qV ,代入頻率及標(biāo)準(zhǔn)流量值計(jì)算出流量計(jì)的儀表系數(shù)。

　　3.3 二次儀表不顯示或顯示結(jié)果超差

　　若二次儀表不顯示所檢流量值那么首先還是應(yīng)該檢查連線是否正確即電源線、信號線(頻率信號還是電流信號)等是否連接正確。如果連接正確仍不能顯示流量值那二次儀表損壞。

　　當(dāng)二次儀表顯示流量值超差時(shí)要檢查儀表系數(shù)設(shè)置是否正確。當(dāng)其具有分段修正的功能時(shí)，時(shí)代超聲波探傷儀不要只輸入一個(gè)儀表系數(shù)值要根據(jù)檢定結(jié)果輸入每一流量段的儀表系數(shù)值至少三點(diǎn)。這樣就能保證全量程流量示值誤差合格。

　　4 結(jié)論

　　總之由于渦輪流量計(jì)的種類繁多接線方式也各不相同所以在檢定渦輪流量計(jì)時(shí)有些問題要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析不要貿(mào)然下結(jié)論。