1 、概述:
轉子流量計(Rotometer),又稱浮子流量計(FloatTypeFlowmeter),在工業(yè)中得到廣泛的應用。它可測量液體、氣體和蒸氣的流量,宜測中小管徑(DN4~200)的流量。壓力損失小且恒定,測量范圍比較寬,量程比1:10,工作可靠且刻度線性,使用維修方便,對儀表前后直管段長度要求不高。其測量度為±2%左右,受被測液體的密度、粘度、純凈度以及溫度、壓力的影響,也受安裝垂直度的影響。玻璃管浮子流量計結構簡單,成本低,易制成防腐蝕性儀表,但其強度低。金屬管浮子流量計可輸出標準信號,耐高壓,能實現(xiàn)流量的指示、積算、記錄、控制和報警等多種功能。
2、轉子流量計的工作原理
轉子流量計就是由兩個部件組成,轉子流量計一件是從下向上的逐漸擴大的錐形管;轉子流量計另一件是置于錐形管中并且可以沿管的中心線上下自由移動的轉子。轉子流量計當測量流體的流量時,被測流體從錐形管下端流入,流體的流動沖擊著轉子,并對它產(chǎn)生一個作用力(這個力的大小隨流量大小而變化);當流量足夠大時,所產(chǎn)生的作用力將轉子托起,并使之升高。同時,被測流體流經(jīng)轉子與錐形管壁間的環(huán)形斷面,從上端流出。當被測流體流動時對轉子的作用力,正好等于轉子在流體中的重量時(稱為顯示重量),轉子受力處于平衡狀態(tài)而停留在某一高度。
轉子流量計是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運動,與浮子重量平衡后,通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。轉子流量計一般分為玻璃和金屬轉子流量計。金屬轉子流量計是工業(yè)上常用的,對于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì),由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性,關鍵的控制點也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉子流量計。
分析表明,轉子在錐形管中的位置高度,與所通過的流量有著相互對應的關系。因此,觀測轉子在錐形管中的位置高度,就可以求得相應的流量值。為了使轉子在在錐形管的中心線上下移動時不碰到管壁,通常采用兩種方法:一種是在轉子中心裝有一根導向芯棒,以保持轉子在錐形管的中心線作上下運動,另一種是在轉子圓盤邊緣開有一道道斜槽,當流體自下而上流過轉子時,一面繞過轉子,同時又穿過斜槽產(chǎn)生一反推力,使轉子繞中心線不停地旋轉,就可保持轉子在工作時不致碰到管壁。轉子流量計的轉子材料可用不銹鋼、鋁、青銅等制成。
、轉子流量計的類型
目前市場上常用的有:玻璃轉子流量計(LZB系列)、塑管浮子流量計(LZS系列塑料管浮子流量計與LZM系列有機玻璃浮子流量計)及金屬管轉子流量計(LZ系列金屬管流量計)等 ,其全都是按是錐管的材質(zhì)來區(qū)分的。
4、帶信號輸出的轉子流量計
智能型指示器中的一個固態(tài)磁傳感器將磁場的變化轉化成電信號,經(jīng)A/D變換、微處理器,D/A輸出,LCD液晶顯示,來顯示出流量的大小及累積流量。
普通型的帶遠傳轉子流量計,則磁性轉子與電阻值比例帶信號輸出。
此類轉子流量計不能測量含有易磁化雜質(zhì)的介質(zhì),如含有鐵屑等雜質(zhì),這時需要在流量計前安裝磁性過濾器。
5、金屬轉子流量計使用過程中常遇到的一些問題的解決方案
(1)、指針抖動:
A.輕微指針抖動:一般由于介質(zhì)波動引起??刹捎迷黾幼枘岬姆绞絹砜朔?。
B.中度指針抖動:一般由于介質(zhì)流動狀態(tài)造成。對于氣體一般由于介質(zhì)操作壓力不穩(wěn)造成??刹捎梅€(wěn)壓或穩(wěn)流裝置來克服或加大浮子流量計氣阻尼。
C.劇烈指針抖動:主要由于介質(zhì)脈動,氣壓不穩(wěn)或用戶給出的氣體操作狀態(tài)的壓力、溫度、流量與浮子流量計實際的狀態(tài)不符,有較大差異造成浮子流量計過量程。
(2)、指針停到某一位置不動主要原因是浮子流量計的浮子卡死
一般由于金屬管轉子流量計使用時開啟閥門過快,使得浮子飛快向上沖擊止動器,造成止動器變形而將浮子卡死。但也不排除由于浮子導向桿與止動環(huán)不同心,造成浮子卡死。處理時可將儀表拆下,將變形的止動器取下整形,并檢查與導向桿是否同心,如不同心可進行校正,然后將浮子裝好,手推浮子,感覺浮子上下通暢無阻卡即可,另外,在浮子流量計安裝時一定要垂直或水平安裝,不能傾斜,否則也容易引起卡表并給測量帶來誤差。
(3)、測量誤差大
A.安裝不符合要求對于垂直安裝金屬管轉子流量計要保持垂直,傾角不大于20度對于水平安裝浮子流量計要保持水平,傾角不大于20度,浮子流量計周圍100mm空間不得有鐵磁性物體。安裝位置要遠離閥門變徑口、泵出口、工藝管線轉彎口等。要保持前5D后3D直管段的要求。
B.液體介質(zhì)的密度變化較大也是引起誤差較大的一個原因。由于儀表在標定前,都將介質(zhì)按用戶給出的密度進行換算,換算成標校狀態(tài)下水的流量進行標定,因此如果介質(zhì)密度變化較大,會對測量造成很大誤差。解決方法可將變化以后的介質(zhì)密度帶入公式,換算成誤差修正系數(shù),然后再將流量計測出的流量乘以系數(shù)換成真實的流量。
C.由于長期使用及管道震動等多因素引起金屬管轉子流量計傳感磁鋼、指針、配重、旋轉磁鋼等活動部件松動,造成誤差較大。解決方法:可先用手推指針的方式來驗證。首先將指針按在RP(起點零位)位置,看輸出是否為4mA,再依次按照刻度進行驗證。若發(fā)現(xiàn)不符,可對部件進行位置調(diào)整。一般要求專業(yè)人員調(diào)整,否則會造成位置丟失,需返回廠家進行校正。
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流量計種類繁多,轉子流量計、電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計、超聲波流量計等等。不同的流量計都有自己獨有的特點,目前來說沒有任何一款流量計適用于任何場所。
渦輪進行測量流量,它先將流速轉換為渦輪的轉速,再將轉速轉換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量,其輸出信號為頻率,易于數(shù)字化。渦輪流量計可以帶脈沖輸出,可以帶4-20mA信號輸出,也有帶HART協(xié)議的。
那么渦輪流量計在安裝時應該注意哪些方面呢?
1、安裝渦輪流量計前,首先要保證工藝管道內(nèi)一定要清掃干凈。
2、渦輪流量計上都有一個箭頭的指向,管道內(nèi)的流體流量需要和箭頭指向一致,不能裝反,并要符合說明書安裝環(huán)境要求,比如流量計必須水平安裝在管道上,比如前后直管段需要有前20D后10D等等。比如安裝在室外的話需要避免陽光直射和防雨淋措施等等。
3、流量計連接的前后管道的內(nèi)徑和流量計口徑需要一致,這個就是上面說的前后直管段的要求,管道與流量計連接處不能有凸出物伸入管道內(nèi),并且注意管道軸線和流量計軸線保持同心。
4、如果流體中細微雜質(zhì),可以在流量計前安裝過濾器,以消除雜質(zhì)的影響。
5、流量計應該安裝在便于維修,無電磁干擾場所。
渦街流量計測量壓縮空氣注意事項要求:
1.渦街流量計正確地安裝
正確安裝傳感器是確保測量精確可靠的首要前提,若在安裝地點和方式選擇上失誤輕者影響測量精度,重者會影響傳感器的使用壽命,甚至損壞傳感器。
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安裝傳感器時,一般要求上游直管段長度15-40DN,下游段長度5DN,可根據(jù)上下游管道的情況適當調(diào)整,以保證測量精度。傳感器也應避免在架空的非常長的管道上安裝傳感器,這樣時間一長后,由于傳感器的下垂容易使傳感器與法蘭間的密封泄漏,若不得已要安裝時,必須在傳感器的上下游2D處分別設置管道支架等緊固裝置。
?、诒苊廨^強的振動
傳感器應避免安裝在振動較強的管道上,若不得已要安裝時,必須采用減振措施,在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置,并加防震墊。在空壓機出口處振動較強,不能安裝傳感器,應安裝在儲氣罐之后。
③根據(jù)測量流體選擇合適的安裝方式
在對高壓風測量時,可以選擇將傳感器安裝于水平管道或垂直管道上,但如果高壓風中水份含量較高,水平安裝時傳感器應安裝在管線的較高處,垂直安裝時氣體流向應由下向上。無論水平或垂直安裝,流體流向必須與傳感器表體上的流向箭頭保持一致。
?、軐ν獠凯h(huán)境的要求
傳感器避免安裝在溫度變化很大的場所和設備的熱輻射范圍內(nèi),若必須安裝,應有隔熱通風措施。在潮濕、含有腐蝕性氣體的環(huán)境中安裝時,必須做好防潮及隔離措施。另外,因為電噪聲會干擾傳感器的正確測量,因此安裝位置要遠離大功率變壓器、電機等干擾設備。