转子流量计

简介
在一根由下向上扩大的垂直锥管中 , 圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的 , 浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。
转子流量计是基于浮子位置测量的一种变面积流量仪表.采用全金属结构,Modular概念设计,其压损小,量程比大(10:1),安装维护方便,可广泛用于复杂,恶劣环境及各种介质条件的流量测量与过程控制中。
产品特点
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计一般安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计，经特殊设计的转子流量计可以 水平安装或上进底出垂直安装。
工作原理
转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。 流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。对于给定的转子流量计，转子大小和形状已经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时，转子将作向上或向下的移动，相应位置的流动截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。
为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁，通常采用两种方法：一种是在转子中心装有一根导向芯棒，以保持转子在锥形管的中心线作上下运动，另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽，当流体自下而上流过转子时，一面绕过转子，同时又穿过斜槽产生一反推力，使转子绕中心线不停地旋转，就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。
技术优势
依靠压损小，检测范围大的优势，变成了工业控制中非常常用的一种流量测量仪表，它不仅使用方便，还有兼容性强等优势。特别适宜低流速小流量的介质流量测量。转子流量计有就地显示型和智能远传型，带有指针显示，瞬时流量，累积流量，液晶显示，上下限报警输出，累积脉冲输出，标准的二线制4-20mA电流输出等多种形式，为用户提供了非常广阔的选择空间。另外该仪表采用高质量的MCU微处理系统，保证了转子流量计在各种应用场所的优良性能。
多年来转子流量计的各种优良性能和可靠性，以及较好的性能价格比广泛受到了石化、钢铁、电力、冶金、轻工等行业的青睐。
1.适用于小管径和低流速
2.工作可靠、维护量小、寿命长
3.对于下游直管段要求不高
4.有较宽的流量范围度10:1
5.就地型指针指示接近于线性
6.智能型指示器带有LCD液晶显示，可显示瞬时、累积流量，还可输出脉冲、输出报警
7.带有温度补偿
8.有就地型、远传型、夹套型、水平型、防爆型、耐腐型等
1、结构
金属管浮子流量计主要由三大部分组成
a、指示器(智能型指示器，就地指示器)
b、浮子
c、锥形测量室
测量方法
将衔接上透明的水管，用水柱高坐压力，用高灵敏度数字万用表测量电压，传感器接上12v电压。记录数据。如成线性关系，则表示性能稳定，可以使用。差压式压力传感器通过气管被连在两取压管上。当有液体流过导液管时，输入管与输出管之间会产生的压力差，输入管压力大于输出管的压力。由差压式传感器检测这个压力差，并转换成电压信号。
转子流量计的调试期故障调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段，一经排除，在以后相同条件下一般不会再出现。常见的调试期故障一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。输出信号亦会有一定程度波动。两种或两种以上液体作管道混合工艺时，若两种液体电导率（或各自与电极间电位）有差异，在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量，输出信号亦会产生波动。传感器可以水平和垂直安装，但是应该确保避免沉积物和气泡对测量电极的影响，电极轴向保持水平为好。垂直安装时，流体应自下而上流动。传感器不能安装在管道的最高位置，这个位置容易积聚气泡。
应用简介
基本
玻璃转子流量计广泛应用于化工、石油、轻工、医药、环保、食品及计量测试、科学研究等部门，测量单相非脉动流体（液体或气体）的流量。
玻璃转子流量计有较强的耐腐性能，可检测酸（氢氟酸除外）、碱、氧化剂和其它腐蚀性的气体或液体的流量，适用于化工、制药、造纸、污水处理等行业。
发展
流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。
我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。
流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。
测量范围
耐腐型通径DN（mm）
普通型通径DN（mm）
流 量 范 围
最大压力损失
空气m/h 20℃0.101325 MPa
水L/h 20℃
空气（kPa）
水（kPa）
15
15
0.07～0.7
2.5～25
7.1
6.5
0.11～1.1
4.0～40
7.2
6.5
0.18～1.8
6.0～60
7.3
6.6
0.28～2.8
10～100
7.5
6.6
0.40～4.0
16～160
8.0
6.8
0.70～7.0
25～250
10.8
7.2
1.00～10
40～400
10
8.6
25
1.60～16
60～600
14
11.1
25
3.00～30
100～1000
7.7
7
4.50～45
160～1600
8.8
8
7.00～70
250～2500
12
10.8
50
11～110
400～4000
19
15.8
50
18～180
600～6000
8.6
8.1
25～250
1000～10000
10.4
11
80
40～400
1600～16000
15.6
17
80
75～750
2500～25000
8.1
100
100～1000
4000～40000
9.5
100
150～1500
6000～60000
10
150
125
8000～80000
10000～100000
150
15000～150000
安装注意
为了能让转子流量计正常工作且能达到一定的测量精度，在安装流量计时要注意以下几点：
1、转子流量计必须垂直安装在无振动的管道上。流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2°,水平安装时水平夹角优于2°；（现在有可水平安装的转子流量计）
2、为了方便检修和更换流量计、清洗测量管道，安装在工艺管线上的金属管浮子流量计应加装旁路管道和旁路阀；
3、转子流量计入口处应有5倍管径以上长度的直管段，出口应有250mm直管段；
4、如果介质中含有铁磁性物质，应安装磁过滤器；如果介质中含有固体杂质，应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器；
5、当用于气体测量时，应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失，以使浮子稳定工作；
6、为了避免由于管道引起的流量计变形，工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行，管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷，测量系统中控制阀应安装在流量计的下游：
7、测量气体时，如果气体在流量计的出口直接排放大气，则应在仪表的出口安装阀门，否则将会在浮子处产生气压降而引起数据失真。
8、安装PTFE衬里的仪表时，法兰螺母不要随意不对称拧得过紧，以免引起PTFE衬里变形；
9、带有液晶显示的仪表，要尽量避免阳光直射显示器，以免降低液晶使用寿命；带有锂电池供电的仪表，要尽量避免阳光直射、高温环境（≥65℃）以免降低锂电池的容量和寿命。
选型注意
1.对于远传输出型金属管浮子转子流量计的选用，要选择适合使用场所防爆类型要求的转子流量计；安装时还应注意仪表通电后的外壳紧固及接线口的密封，已达到防爆、防护、防侵蚀的要求。
2.对于被测介质温度过高（>120℃）或过低的场所，通常要对转子流量计的传感器部分采取保温或隔热措施，为保证信号转换器------指示器正常工作的环境温度，应选择高温指示器。
3.对于有些需采取保温或冷却的被测介质，要选择夹套型转子流量计。标准金属管浮子转子流量计的伴热或冷却接口采用DIN2501 DN15 PN1.6 法兰连接，如需其它法兰或螺纹连接，订货时请注明。
4.对于转子流量计入口介质的压力不稳，尤其用于气体测量，为保证精度和使用寿命，应选用阻尼结构。
5.对于介质要求的压力等级较高，超过标准压力等级时，在选型时请选择高压型结构，高压型采用HG20595-97 RF带颈对焊钢制管法兰。如采用其它标准，订货时请注明。
6.转子流量计安装时要保证测量管的垂直度优于5%，且应加装旁路，便于维护和清洗而不影响生产。
7.安装转子流量计的位置应保证入口有≥5DN的直管段，出口不≤250mm的直管段；如介质中含有铁磁性物质，应在转子流量计前安装磁性过滤器。
8.测控系统中的控制阀，应安装在转子流量计的下游。用于气体测量时，应保证工作压力不小于转子流量计压损的5倍，以使转子流量计稳定工作。
9.安装金属管浮子转子流量计前，应将管道内焊渣吹扫干净；安装时要取出转子流量计中的止动元件；安装后使用时，要缓慢开启控制阀门，避免冲击损坏转子流量计。
故障解决
转子流量计具有结构简单、工作可靠、适用范围广、测量准确、安装方便等特点，具有耐高温、耐高压。流量计运行中一下常见故障如何排除？
一、无电流输出
1.首先看接线是否正确。
2.液晶是否有显示，若有显示无输出，多为输出管坏，需更换线路板。
3.丢失标校值。由于E2PROM故障，造成仪表标定数据丢失，也会引起无输出电流，电流会保持不变。解决办法：可用数据恢复操作，如果不起作用，可先设定密码2000中的数据，再设定密码4011中数据，方法是用手推指针标定从RP至100%中的数据。
二、无现场显示
1.检查接线是否正确。
2.检查供电电源是否正确。
3.将液晶模块重新安装，检查接触不实。
4.对于多线制供电方式检查12、13端子是否接电流表或短路。
三、报警不正确
1.检查偏差设定d值不能太大。
2.FUN功能中，逻辑功能是否正确。HA-A表示上限正逻辑。LA-A表示下限正逻辑。
3.检查SU中报警值设定大小。
4.若液晶条码指示正确，输出无动作，可检查外部电源及外部电源的负极是否与仪表供电的负极相连。
四、转子流量计指针抖动：
1.轻微指针抖动：一般由于介质波动引起。可采用增加阻尼的方式来克服。
2.中度指针抖动：一般由于介质流动状态造成。对于气体一般由于介质操作压力不稳造成。可采用稳压或稳流装置来克服或加大浮子流量计气阻尼。
3.剧烈指针抖动：主要由于介质脉动，气压不稳或用户给出的气体操作状态的压力、温度、流量与浮子流量计实际的状态不符，有较大差异造成浮子流量计过量程。
五、浮子流量计指针停到某一位置不动
主要原因是浮子流量计的浮子卡死。
一般由于浮子流量计使用时开启阀门过快，使得浮子飞快向上冲击止动器，造成止动器变形而将浮子卡死。但也不排除由于浮子导向杆与止动环不同心，造成浮子卡死。处理时可将仪表拆下，将变形的止动器取下整形，并检查与导向杆是否同心，如不同心可进行校正，然后将浮子装好，手推浮子，感觉浮子上下通畅无阻卡即可，另外，在浮子流量计安装时一定要垂直或水平安装，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差。
六、浮子流量计测量误差大
1.安装不符合要求
对于垂直安装浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度
对于水平安装浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度
浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体。
安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。
2.液体介质的密度变化较大也是引起误差较大的一个原因。由于仪表在标定前，都将介质按用户给出的密度进行换算，换算成标校状态下水的流量进行标定，因此如果介质密度变化较大，会对测量造成很大误差。解决方法可将变化以后的介质密度带入公式，换算成误差修正系数，然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。
3.气体介质由于受到温度压力影响较大，建议采用温压补偿的方式来获得真实的流量。
4.由于长期使用及管道震动等多因素引起浮子流量计传感磁钢、指针、配重、旋转磁钢等活动部件松动，造成误差较大。解决方法：可先用手推指针的方式来验证。首先将指针按在RP位置，看输出是否为4mA，流量显示是否为0%，再依次按照刻度进行验证。若发现不符，可对部件进行位置调整。一般要求专业人员调整，否则会造成位置丢失，需返回厂家进行校正。
七、累积脉冲输出不正确
1.检查选择累积脉冲输出的那一路报警值是否设为零。
2.线路板故障，更换线路板。
八、金属转子流量计现场液晶总显示0或满量程
1.检查2000 密码中设定量程、零点参数。要求ZERO要小于SPAN的值，两值不能相等。
2.检查采样数据是否上来，用手推指针看采样值变化，若无变化，一般为线路板采样电路故障，需更换线路板。
3.线路板故障，更换线路板。

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