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    渦輪流量計的檢定問題分析
    流量計量是計量科學技術的組成部分之一,做好這工作,對保證產品質量、提高生產效率都具有重要作用。渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類,在我公司的液體流量計中,渦輪流量計占大部分,所以在檢定渦輪流量計的過程中遇到過一些問題,使檢定工作不能進行下去或檢定結果不合格。本文將對渦輪流量計的結構原理、檢定中遇到的一些主要問題及解決方法予以闡述。
     
    1.渦輪流量計的工作原理與結構
    1.1渦輪流量計的工作原理
    渦輪流量計的原理示意圖如圖1所示,在管道中心安放一個渦輪,兩端由軸承支撐。當流體流過管道時,沖擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定流量范圍內,對定流體介質粘度,渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪旋轉角速度得到,從而可以計算得到通過管道的流體流量。渦輪的轉速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產生的永久磁力線時,就會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,對信號進行放大、整形,產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;同時亦將脈沖信號送入頻率-電流轉換電路,將脈沖信號轉換成模擬電流量,進而指示瞬時流量值。
    渦輪流量計總體原理框圖如圖2所示。
    1.2渦輪流量計的結構
    1.2.1渦輪
    渦輪由導磁不銹鋼材料制成,裝有螺旋狀葉片。葉片數量根據直徑變化而不同,一般2~24片不等。渦輪質量要求盡可能小。
    1.2.2軸承
    軸承一般采用滑動配合的硬質合金軸承,要求耐磨性能好。
    1.2.3前置放大器
    前置放大器由磁感應轉換器與放大整形電路兩部分組成。磁電轉換器一般采用磁阻式,它由永久磁鋼及外部纏繞的感應線圈組成。當流體通過渦輪旋轉時,葉片在永久磁鐵正下方時磁阻zui小,兩葉片空隙在磁鋼下方時磁阻zui大,渦輪旋轉,不斷地改變磁路的磁通量,使線圈中產生變化的感應電動勢,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的流量成正比。其比例系數K為
    K=f/qv
    式中:f為渦輪流量計輸出脈沖頻率;qv為通過流量計的流量。該比例系數稱為渦輪流量計的儀表系數。
    1.2.4信號接受與顯示
    信號接收與顯示器由系數校正器、加法器和頻電轉換器組成,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流量并顯示。
     
    2.檢定設備及原理
    我公司檢定渦輪流量計所用標準設備為紅油介質、燃油流量校驗臺,采用標準體積管型流量校準方法。由侍服電機、精密標準體積管、測長光柵及相應控制設備組成。檢定過程采用計算機控制、窗式軟件操作。
     
    3.問題及解決方法
    在檢定渦輪流量計時,有時會遇到流量計示值誤差(用儀表系數K計算示值誤差)不合格、標準采集不到信號、二次儀表不顯示或顯示結果超差等現象。出現這些現象時,有時流量計并不是不合格,因此,要對這些現象進行分析,zui后得出正確結論。
    3.1流量計示值誤差{用儀表系數K計算)不合格
    檢定渦輪流量計,尤其是檢定紅油渦輪流量計時,由于渦輪流量計出廠時一般都用水進行標定,所以當檢定介質為紅油時,因其粘度系數較大,一般的流量計用紅油介質檢定后都達不到出廠時的準確度。這樣就應該適當提高流量計的下限值或適當降低流量計的準確度。
    有的流量計具有分段修正的功能,這樣即使用儀表系數K計算出的總的示值誤差不合格,但經過分段修正后,流量計每一流量段的示值誤差能達到準確度要求,使得該流量計仍然合格。當然,前提條件是流量計重復性要合格。
    3.2標準采集不到信號
    檢定渦輪流量計時,標準設備為流量計提供24V或12V直流電,并且采集流量傳感器輸出的脈沖信號。當檢定渦輪流量計時標準設備無法采集流量計的輸出信號時,首先應檢查信號線連接是否正確,若正確就應該測試一下流量計是否有信號輸出。如果沒有信號輸出,流量計或放大器損壞,流量計不合格。如果有信號輸出,那么就應該測試流量計輸出信號的幅值及其頻率,然后調整標準設備控制臺上的“脈沖信號幅值選擇”和“脈沖信號放大倍數選擇”,使其對應相應的幅值和放大倍數,直至標準設備可采集到信號為止。當調整標準設備也無法采集到信號時,可用頻率計采集流量計輸出信號的頻率,然后根據公式K=f/qv,代入頻率及標準流量值,計算出流量計的儀表系數。
    3.3二次儀表不顯示或顯示結果超差
    若二次儀表不顯示所檢流量值,那么首先還是應該檢査連線是否正確,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。
    當二次儀表顯示流量值超差時,要檢査儀表系數設置是否正確。當其具有分段修正的功能時,不要只輸入一個儀表系數值,要根據檢定結果輸人每一流量段的儀表系數值,至少對三個點進行檢定。這樣,就能保證全量程流量示值誤差合格。
     
    4.結論
    總之,由于渦輪流量計的種類繁多,接線方式也各不相同,所以在檢定渦輪流量計時,有些問題要根據具體情況進行分析,不要貿然下結論。

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