涡轮流量计:简单优雅
尺寸可选至12英寸。(300毫米)，能够处理过程压力到10,000 psi (689 bar)和温度到1000°F(538°C)，涡轮流量计是通用的，足以满足世界上许多工业，化工，石化，制药，食品和饮料的应用。
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尺寸可选至12英寸。(300毫米)，能够处理过程压力到10,000 psi (689 bar)和温度到1000°F(538°C)，涡轮流量计是通用的，足以满足世界上许多工业，化工，石化，制药，食品和饮料的应用。
涡轮流量计的基本结构是安装在流管内的带叶片转子。(见“典型涡轮流量计设计”图。)当流动的介质(气体或液体)经过转子叶片时，在每个叶片的背面产生一个低压区，使其旋转。
性能的影响
基本的涡轮流量计技术已经保持不变至少10年，因此大量的信息是已知的影响其性能的因素。
正是这种积累的知识使涡轮流量计具有高度可重复性，并且比任何其他流量计技术更经常地应用于主仪表(证明)。
当用于液体测量应用时，与性能相关的关键影响包括:
空化;
特定的重力;和
粘度。
当液体的工作压力太接近它的蒸汽压力时，气泡就会形成并破裂。这种物理现象被称为空化，它会对管道和设备造成严重损坏，包括涡轮仪表转子叶片。
| 涡轮流量计直接安装在流道上;避免空化对性能至关重要。 |
当液体通过涡轮的转子叶片时，其速度会增加，并在转子叶片的背面形成一个低压区。当这个低压区域小于液体的蒸汽点时，就会形成气泡。当气泡向下游移动时，压力恢复使气泡破裂(回到液态)。蒸汽气泡的破裂释放出能量，并产生类似于砾石流过管道时所产生的噪音。当能量在固体表面附近释放时，少量材料可以被撕裂，留下粗糙的煤渣状表面。
除了磨损之外，空化通常会导致转子的旋转速度超过液体流动条件下的应有速度，从而产生不准确的流量测量信号。
Sponsler公司的高级销售和开发工程师Barry Ellison表示:“保持系统背压为流量计压降的两倍加上产品蒸汽压的25倍，足以防止涡轮流量计空化。”
比重是影响转子叶片压差的另一个因素。随着液体比重的减小，压差也随之减小。流体与非常低的比重和低流量产生非常低的压差在转子叶片留下很少的能量来转动转子。
涡轮流量计制造商通过增加转子叶片的角度来补偿低比重/低流量条件。
第三个影响性能的因素是流动介质的粘度。由于粘度是衡量液体的流动阻力，它的性能影响发生在静止的仪表体和转子叶片之间的空间以及仪表的转子轴承中。涡轮流量计制造商通过几种方式补偿粘度的影响，包括调整转子叶片的形状和长度，和/或在转子周围添加防护罩。
| 当每个转子叶片经过拾取线圈附近时，它会在磁场中引起偏转。这种磁阻的变化在拾取线圈内产生电压脉冲。 |
涡轮流量计制造商很好地理解了每种性能影响，补偿手段可以通过物理设计调整和/或修改仪表的k因子来应用。(K因子中的K代表知识的局限是一种普遍接受的表达未知数或难以表达的校正因子的方式。)继续到第41页。
轴承的选择
许多轴承选项可用于涡轮流量计，包括金属和陶瓷球轴承和套筒型结构的碳化钨和陶瓷。
球轴承通常提供最高的精度，最低的成本，和最广泛的使用范围，因此它仍然是许多流体轴承的选择。碳化钨和陶瓷轴承在兼容的服务流体中提供最大的耐用性。
因为流动的流体有望提供轴承润滑，提供高自然润滑的流体往往会延长轴承寿命。
对于流体提供很少或没有轴承润滑的应用，热流控制提供具有自润滑陶瓷球轴承的单元。
无论流体润滑涡轮流量计轴承的能力如何，制造商都使用不同的技术来最大限度地减少轴承磨损。例如，球轴承单元包含非金属轴承保持架，碳化钨和陶瓷轴承的纯粹硬度往往延长轴承寿命。
轴承寿命与轴承转速的平方成反比。因此，为了延长涡轮流量计轴承寿命，最好在较低的流量下运行流量计。例如，如果流量计以其最大流量的33%运行，轴承寿命将延长十倍。
对于使用滚珠轴承的涡轮流量计，建议每六个月检查一次轴承。
安装的影响
像大多数流量计一样，涡轮流量计的精度在很大程度上取决于安装确保无旋流条件的能力。
即使在恒定的流量下，涡流也会改变流体和转子叶片之间的攻角，导致转子速度变化，从而改变流量指示。
通过确保足够长度的直管(直管和矫直叶片的组合，或专门的装置，如Vortab的流量调节器)安装在涡轮流量计的上游和下游，可以减少或消除涡流的影响。(参见“安装经验”表。)续于第43页
用于液体应用的涡轮流量计在水平和垂直方向上表现同样良好，而气体应用需要水平流量计方向才能实现准确的性能。
在间歇式液体应用中安装涡轮流量计时，建议将流量计安装在管道的低点。
涡轮流量计设计用于清洁流体应用。在可能存在固体的地方，建议安装过滤器/过滤器。此外，由于过滤器/过滤器可能会产生涡流，因此它需要位于推荐的上游直管长度之外。
信号输出
涡轮流量计产生的信号是一个峰对峰的电压脉冲。脉冲通常是利用磁阻原理产生的。(见“涡轮流量计磁阻工作原理”图。)
在磁阻原理法中，拾取线圈缠绕在永磁体上，并安装在紧挨着转子的流管外部。当每个转子叶片经过拾取线圈附近时，会引起磁场的偏转。这种磁阻的变化在拾取线圈内产生电压脉冲。
在过去的几年中，电子技术显著地促进了涡轮流量计的发展。例如，每秒计数数千个脉冲的能力提高了精度和范围。
当安装在电气噪声环境中，或者涡轮流量计与电子设备之间的距离超过200英尺时，可能需要进行信号调节。第45页继续
应用实例
除了液体和气体涡轮流量计的更传统的工业应用外，Hoffer, Omega Engineering和Sponsler等公司还成功地将涡轮流量计应用于不太传统的应用:
维京游艇(www.viking yachts.com)生产各种各样的远洋游艇。因为在海上耗尽燃料是很危险的，维京公司需要向客户提供关于游艇航程的准确信息。Viking与Sponsler合作，在不同的操作条件下精确测量游艇的柴油发动机燃料消耗，从而帮助确保游艇船长到达安全港口，并有多余的燃料。
将牛奶产品从乳制品转移到罐车需要保管转移测量的准确性和可重复性，并且还需要卫生条件。欧米茄的FTB系列和Sponsler的SP714是精密卫生涡轮流量计，旨在彻底清洗内部部件而无需拆卸。
最大的石油和天然气储量位于海底以下，但在深度超过10,000英尺，内部操作压力超过10,000 psi，外部压力大于5,000 psi，海水温度低于32°F的情况下，开采这些储量会带来独特的挑战。
为了应对这些水下应用挑战，Hoffer推出了专门设计的5/ 8in套管。和4。涡轮流量计。涡轮流量计仍然是一种流行的测量流量的方法;为什么不呢?他们提供:
流动范围宽;
低成本的卓越精度;
允许与多种工艺流体一起使用的建筑材料;
简单，耐用，可现场维修的结构;
灵活地连接到相关的电子读出设备，用于流量控制和计算机接口;
多种工艺连接;和
在很宽的温度和压力范围内工作。
评论?电子邮件:dharrold@reedbusiness.com
桨轮流量计是一种低成本的替代品
当精度不太重要时，桨轮流量计是一种低成本的流量计技术替代品。
可采用插入式设计，桨轮传感器可容纳36英寸(914毫米)的线路尺寸。
当采用插入式设计时，转子和叶片与气流保持垂直，而不是平行。(参见“典型插入式桨轮流量计安装”图。)
| 由于插入式桨轮流量计几乎不侵入流体，因此准确的性能取决于对安装细节的关注。 |
插入式设计的一个主要优点是它使桨轮流量计对夹带的颗粒非常耐受，因此很少需要过滤器/过滤器。
由于桨片只接触流的一个小截面，转子的插入深度和保证适当的流动轮廓是精确的，可重复的性能的关键。为了确保适当的插入深度和转子方向，大多数桨轮流量计制造商提供专门设计的安装配件。
粘度变化时该怎么办
理想情况下，当流动液体的粘度变化时，将使用正位移流量计。然而，如果使用涡轮流量计，大多数制造商可以专门为仪表开发特殊的粘度校准曲线(SVCC)。
SVCC的发展要求涡轮流量计使用粘度范围进行校准-通常为三或四。每个粘度曲线表征了仪表的性能，并用于开发安装在计算机控制或监测系统中的多项式方程。
此外，温度传感器安装在流体管道中，并连接到控制或监测系统。
根据温度传感器的输入，对涡轮流量计的输出值施加合适的SVCC，得到粘度调节流量。
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