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渦輪流量傳感器的分類
關(guān)鍵字：渦輪傳感器,流量計,渦輪流量計, 日期：2012-7-4 13:56:07
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（一）按傳感器結(jié)構(gòu)分類
1．軸向型（普通型）
葉輪軸中心與管道軸心重合，是渦輪流量計的主導(dǎo)產(chǎn)品，有全系列產(chǎn)品( DN10~DN600)。
2．切向型
葉輪軸與管道軸心垂直，流體流向葉片沖角約900，適合于小口徑微流量產(chǎn)品。
3．機械型
葉輪轉(zhuǎn)動直接或經(jīng)磁耦合帶動機械計數(shù)機構(gòu)，指示積算總量，測量準確度比電信號檢測感器稍低，其傳感器與顯示儀組成一體，方便使用。
4．井下專用型
適用于石油開采、井下作業(yè)及采輸用，測量介質(zhì)有泥漿或油氣流等，傳感器體積受限制，耐高壓、高溫及流體沖擊等。
5．自校正雙渦輪型
可用于天然氣等氣體流量測量，傳感器由主、輔雙渦輪轉(zhuǎn)速差自動校正流量特性的變化。
6．廣黏度型
在波特型浮動轉(zhuǎn)子壓力平衡結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上擴大上錐體與下錐體的直徑、增加黏度補償翼及
承壓葉片等結(jié)構(gòu)措施，使傳感器可用于高黏度液體（如重油，黏度達30mm2/s）。
7．一體型
渦輪流量計傳感器葉片轉(zhuǎn)動直接或經(jīng)磁耦合帶動機械計數(shù)機構(gòu)或智能顯示模塊，指示積算總量，其傳感器與顯示儀組成一體，方便使用。
目前，國際上渦輪流量計達到的指標：
公稱直徑：(6—760) mm
測量范圍：氣體(0. 025~ 25500) m3/h;實際液體(0.036~13000) m3/h
重復(fù)性：液體±0. 1%讀數(shù)；氣體±0.25%，甚至高準確度為±0.1%
線性（原始的）：液體±0. 25%
氣體±0. 5%
高準確度流量計：液體±0. 15%；氣體±0.25%（通常是指流量在最
大量程比10：1范圍之下）
工作溫度范圍：（- 270~+650）℃
工作壓力范圍：從真空到400MPa
最大流量下的壓降：氣體最大為0. 3kPa;液體最大為70kPa
（二）按被測介質(zhì)分類
1．液體用渦輪流量傳感器
(1)普通型：適用于測量低黏度(≤5mPa．s)液體體積流量，公稱通徑為DN10~DN600，準確度等級為0.25~0.5（高準確度型為0.15），使用介質(zhì)溫度為(- 20~
±120)℃，壓力為6.3MPa。
(2)高黏度型：適用液體黏度(70—400) mPa．s，通常為大口徑，口徑越大黏度可更高，同一臺傳感器黏度增大，流量下限值提高，范圍度縮小。
(3)耐腐型：適用腐蝕性流體，如稀硫酸、稀硝酸等，一般只有小口徑產(chǎn)品(DN20~DN50)。
(4)高溫型：適用液體溫度在300℃以下，被測液體溫度受檢測線圈耐溫性能限制。
(5)低溫型：被測流體溫度可低至- 250qC，應(yīng)用于液態(tài)氧、液態(tài)氦等流體的流量測量。
2．氣體用渦輪流量傳感器
(1)普通型：測量潔凈氣體的流量，公稱通徑為DN15~DN350，使用介質(zhì)溫度為
（- 20~+120）℃，準確度等級為1級。
(2)燃氣型：適用于石油氣、人工煤氣、天然氣及液化石油氣等，可采取自動注油器潤滑保護軸承，避免雜質(zhì)進入運動部件，提高使用期限。結(jié)構(gòu)大多采用機械式就地顯示裝
置，并可用光導(dǎo)纖維技術(shù)輸出脈沖信號。口徑系列為DN25~DN600，工作壓力≤lOMPa，工作溫度為（- IO~+60）℃，準確度為1%（或0.5%）。
（三）按信號檢測方式分類
傳感器探頭是檢測轉(zhuǎn)動體的運動并把它轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)字電信號，電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號的頻率范圍隨測量的流量大小成線性變化，典型的流量范圍為10：1，
25：1和100：1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻一般小于2000fl，大于該值可能會損壞。
根據(jù)流量計的結(jié)構(gòu)形式，信號檢測位置分為在葉輪上或軸上采集的高頻脈沖信號、計數(shù)器減速齒輪系前采集的中頻脈沖信號、計數(shù)器減速齒輪后采集的低頻脈沖信號。為了便于檢
定，一般均設(shè)計有在葉輪上或軸上采集的高頻脈沖信號。信號采集方法如下：
1．電磁線圈感應(yīng)式
傳感器葉輪不導(dǎo)磁．葉輪中嵌有導(dǎo)磁材料，當葉輪旋轉(zhuǎn)時磁場交替接近或遠離傳感器殼體外的檢測線圈，線圈里的感應(yīng)電勢隨著發(fā)生變化，此周期變化的頻率信號經(jīng)放大輸出，如
圖所示。
圖電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換器工作原理圖
1-永久磁鋼和導(dǎo)磁棒；2-線圈；3-磁力線；4-放大器
2．變磁阻感應(yīng)式
葉輪葉片或輪箍由導(dǎo)磁材料制成，傳感器殼體外檢測線圈中裝有永磁材料，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，線圈內(nèi)永磁材料形成的磁路因?qū)Т湃~片交替接近或遠離，磁通發(fā)生周期性變化，線圈的
等效阻抗亦隨著變化，在放大電路中產(chǎn)生連續(xù)的脈沖波，如圖1-9昕示：
2
圖1-9磁阻式信號檢測原理
1一旋轉(zhuǎn)磁場；2-橋路；3-破阻傳感器；4-鼓大墨
3．笛簧管（干簧管）傳感式
嵌在葉輪（或與其同步的其他旋轉(zhuǎn)元件）里的永磁材料周期性地打開或閉合傳感器殼體外笛簧管的簧片觸點，這種開關(guān)的作用是恒流（或恒壓）源產(chǎn)生電脈沖信號。一般用于
采集計數(shù)器減速齒輪后的低頻脈沖信號：
4．光電傳感式
葉輪葉片或葉輪驅(qū)動的元件隨著葉輪旋轉(zhuǎn)，周期性地遮斷光束，產(chǎn)生光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。此外，還有光纖傳輸方式，它可有效地提高抗干擾能力。但一般需采用外
加電源。
5．霍爾傳感式
在葉輪內(nèi)腔裝有一塊永久磁鋼，霍爾元件通以直流或交流電流產(chǎn)生一磁場，當固定安裝磁鋼的葉輪旋轉(zhuǎn)時，由于電磁感應(yīng)，在霍爾元件中輸出交變電壓，其頻率與葉輪轉(zhuǎn)速成正
比，測出此頻率即可確定其轉(zhuǎn)速。這種方法檢測到的信號較強，且安裝尺寸小，但工作電流大，難以實現(xiàn)電池供電。
6.韋裉傳感式
韋根流量傳感器是利用韋根效應(yīng)制成的，故稱韋根傳感器。其工作原理是，傳感器中的雙穩(wěn)態(tài)功能合金材料在交變外磁場的激勵下，磁化方向瞬間發(fā)生翻轉(zhuǎn)，而當外磁場撤離后，
它又瞬間恢復(fù)到原有的磁化方向，由此在合金材料周圍的檢測線圈中會感生出電脈沖信號，實現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換。它是無源器件，適用于微功耗設(shè)計的流量計，無觸點、耐腐蝕、防水，使用
壽命20億次以上。應(yīng)用時，通常在葉輪上、軸上或與葉輪轉(zhuǎn)速相同的發(fā)訊盤上鑲嵌磁鋼，韋根傳感器安裝在與磁鋼靠近的非導(dǎo)磁座（套）里。
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