生理鹽水流量計（以下簡稱TUF）是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風速計、水表等。TUF由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)數(shù)）可用機械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據(jù)稱美國早在1886年即發(fā)布過*個T TUF的流量與頻率有關(guān)。

生理鹽水流量計（以下簡稱TUF）是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風速計、水表等。TUF由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)數(shù)）可用機械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據(jù)稱美國早在1886年即發(fā)布過*個T TUF的流量與頻率有關(guān)。它用于飛機上燃油的流量測量，只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。如今，它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應(yīng)用。

    流量計中TUF、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復(fù)性、精確 產(chǎn)品，而TUF又具有自己的特點，如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應(yīng)高參數(shù)等，是其他兩類 是吸取了國內(nèi)外流量儀表*技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏，安裝維護使用方便等特點的新一代生理鹽水流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質(zhì)，工作溫度下運動粘度小于5×10-6m2/s的液體，對于運動粘度大于5×10-6m2/s的液體，可對流量計進行實液標定后使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制、超量報警等，是流量計量和節(jié)能的理想儀表。

二、工作原理

    圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡圖，由圖可見，當被測流體流過傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。

生理鹽水流量計的流量方程可分為兩種：實用流量方程和理論流量方程。

（1）       實用流量方程

qv=f/K               公式1

qm=qvρ              公式2

式中   qv, qm ……分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s;

           f ……流量計輸出信號的頻率，Hz;

           K ……流量計的儀表系數(shù)，P/m3。

   流量計的系數(shù)與流量（或管道雷諾數(shù)）的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當流量低于傳感器流量下*，儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當流量超過流量上*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。

    圖2  生理鹽水流量計特性曲線

    傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出，它*不問傳感器內(nèi)部流體機理，把傳感器作為一個黑匣子，根據(jù)輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)（儀表系數(shù)）是有條件的，其校驗條件是參考條件，如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

（2）理論流量方程

根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程

     公式3

式中     J：葉輪的慣性矩；

     dw/dt：葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度；

M1：流體的驅(qū)動力拒；

M2：粘性阻力矩；

M3：軸承摩擦阻力矩；

M4：磁阻力矩。

當葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時， 0，則M1=M2+M3+M4。經(jīng)理論分析與實驗驗證可得

               公式4

式中   n：葉輪轉(zhuǎn)速；

qv：體積流量；

A：與流體物性（密度、粘度等），葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（葉片傾角、葉輪直徑、

流道截面積等）有關(guān)的系數(shù)；

B：與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數(shù)；

C：與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。

   國內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動力學(xué)特性仍舊不很清楚，它與流體物性及流動特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù)，儀表系數(shù)仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及現(xiàn)場使用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測和估算。

三、產(chǎn)品特點

1、高精確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；

2、重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準或在線校準可得到*的精確度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計；

3、輸出脈沖頻率信號，適于總量計量及與計算機連接，無零點漂移，抗干擾能力強；

4、可獲得很高的頻率信號（3~4kHz），信號分辨力強；

5、范圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；

6、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；

7、適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；

8、型傳感器類型多，可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計為各類型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂型等；

9、可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便。

四、基本參數(shù)與技術(shù)性能

1、技術(shù)性能表1

2.測量范圍及工作壓力表2

 

儀表口徑及連接方式	4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接 （15、20、25、32、40）50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接
精度等級	±1%R、±0.5%R、±0.2%R（需特制）
量程比	1:10；1:15；1:20
儀表材質(zhì)	304不銹鋼、316（L）不銹鋼等
被測介質(zhì)溫度（℃）	-20～＋120℃
環(huán)境條件	溫度－10～+55℃，相對濕度5％～90％，大氣壓力86～106Kpa
輸出信號	傳感器：脈沖頻率信號，低電平≤0.8V 高電平≥8V 變送器：兩線制4 ~ 20mADC電流信號
供電電源	傳感器：+12VDC 、+24VDC（可選） 變送器：+24VDC 現(xiàn)場顯示型：儀表自帶3.2V鋰電池
信號傳輸線	STVPV3×0.3（三線制），2×0.3（二線制）
傳輸距離	≤1000m
信號線接口	基本型：豪斯曼接頭，防爆型：內(nèi)螺紋M20×1.5
防爆等級	基本型：非防爆產(chǎn)品，防爆型：ExdIIBT6
防護等級	IP65

 

 

儀表口徑 （mm）	正常流量范圍（m3/h）	擴展流量范圍（m3/h）	常規(guī)耐受壓力 （MPa）	特制耐壓等級（MPa） （法蘭連接方式）
DN 4	0.04～0.25	0.04～0.4	6.3	12、16、25
DN 6	0.1～0.6	0.06～0.6	6.3	12、16、25
DN 10	0.2～1.2	0.15～1.5	6.3	12、16、25
DN 15	0.6～6	0.4～8	6.3、2.5（法蘭）	4.0、6.3、12、16、25
DN 20	0.8～8	0.45～9	6.3、2.5（法蘭）	4.0、6.3、12、16、25
DN 25	1～10	0.5～10	6.3、2.5（法蘭）	4.0、6.3、12、16、25
DN 32	1.5～15	0.8～15	6.3、2.5（法蘭）	4.0、6.3、12、16、25
DN 40	2～20	1～20	6.3、2.5（法蘭）	4.0、6.3、12、16、25
DN 50	4～40	2～40	2.5	4.0、6.3、12、16、25
DN 65	7～70	4～70	2.5	4.0、6.3、12、16、25
DN 80	10～100	5～100	2.5	4.0、6.3、12、16、25
DN 100	20～200	10～200	2.5	4.0、6.3、12、16、25
DN 125	25～250	13～250	1.6	2.5、4.0、6.3、12、16
DN 150	30～300	15～300	1.6	2.5、4.0、6.3、12、16
DN 200	80～800	40～800	1.6	2.5、4.0、6.3、12、16

 

注意事項編輯

選型

生理鹽水流量計正確選型才能保證生理鹽水流量計更好的使用。選用什么種類的生理鹽水流量計應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定?使生理鹽水流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等?都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量測量的要求。

1、精密功能檢查

精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式生理鹽水流量計。

2、可測量的介質(zhì)

測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時，生理鹽水流量計的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。

安裝

為了確保生理鹽水流量計的測量準確,必須正確地選擇安裝位置和方法

對直管段的要求：流量計必須水平安裝在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)），安裝時流量計軸線應(yīng)與管道軸線同心，流向要*。 流量計上游管道長度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段，如果安裝場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。

對配管的要求：流量計安裝點的上下游配管的內(nèi)徑與流量計內(nèi)徑相同。

對旁通管的要求：為了保證流量計檢修時不影響介質(zhì)的正常使用，在流量計的前后管道上應(yīng)安裝切斷閥門（截止閥），同時應(yīng)設(shè)置旁通管道。流量控制閥要安裝在流量計的下游，流量計使用時上游所裝的截止閥必須全開，避免上游部分的流體產(chǎn)生不穩(wěn)流現(xiàn)象。

對外部環(huán)境的要求：流量 ，必須要安裝在室外時，一定要采用防曬、防雨.防雷措施，以免影響使用壽命。

對介質(zhì)中含有雜質(zhì)的要求：為了保證流量計的使用壽命，應(yīng)在流量計的直管段前安裝過濾器。

安裝場所：流量計應(yīng)安裝在便于維修，無強電磁干擾與熱輻射的場所

對安裝焊接的要求：用戶另配一對標準法蘭焊在前后管道上。不允許帶流量計焊接！ 安裝流量計前應(yīng)嚴格清除管道中焊渣等臟物 管道（或旁通管）代替流量計進行吹掃管道。以確保在使用過程中流量計不受損壞。 安裝流量計時，法蘭間的密封墊片不能凹入管道內(nèi)。

流量計接地的要求：流量計應(yīng)可靠接地，不能與強電系統(tǒng)地線共用。

對于防爆型產(chǎn)品的要求：為了儀表安全正常使用，應(yīng)復(fù)核防爆型流量計的使用環(huán)境是否與用戶防爆要求規(guī)定相符，且安裝使用過程中，應(yīng)嚴格遵守國家防爆型產(chǎn)品使用要求，用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的連接方式，不得隨意打開儀表。 選型在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，防止超速運行，以保證獲得理想準確度和保證正常使用壽命。 安裝流量計前應(yīng)清理管道內(nèi)雜物：碎片、焊渣、石塊、粉塵等推薦在上游安裝5微米篩孔的過濾器用于阻擋液滴和沙粒。 流量計投運時應(yīng)緩慢地先開啟前閥門，后開啟后閥門，防止瞬間氣流沖擊而損害渦輪。 加潤滑油應(yīng)按告示牌操作，加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定，通常每年2-3次。由于試壓、吹掃管道或排氣造成渦輪超速運轉(zhuǎn)，以及渦輪在反向流中運轉(zhuǎn)都會可能使流量計損壞。 流量計運行時不允許隨意打開前.后蓋，更動內(nèi)部有關(guān)參數(shù)，否則將影響流量計的正常運行。 小心安裝墊片，確保沒有突出物進入管道，以防止干擾正常的流量測量。 流量計在標定時要在流量計取壓口上采集壓力。

使用

生理鹽水流量計使用時應(yīng)該注意哪些方面：

1 每一路的使用

1.1 安裝就位后，應(yīng)確保所有的切屑和殘渣均已清除，系統(tǒng)已經(jīng)吹洗、試壓、氣流進入并升壓至流量計入口閥。

1.2 打開生理鹽水流量計上游旁通小球閥

1.3 緩慢打開ZR-LWGY生理鹽水流量計上游旁通小截止閥，氣體緩慢充入直到生理鹽水流量計下游電動強制密封球閥前。

注意：壓力劇烈震蕩或過快的高速加壓會損壞生理鹽水流量計。為了保護氣體生理鹽水流量計，加到生理鹽水流量計上的壓力升高不能超過35kPa/s。如現(xiàn)場不能測量壓力變化

1.4 關(guān)閉旁通小球閥和截止閥。

1.5 轉(zhuǎn)動手輪打開入口強制密封閥。

1.6 緩慢打開生理鹽水流量計下游電動強制密封球閥(至少持續(xù)1分 用電動執(zhí)行機構(gòu)上的手動開關(guān)，一定要小心，不要使生理鹽水流量計超速運轉(zhuǎn)。

1.7 按1.2-1.6 步驟操作，整個系統(tǒng)充壓完畢，天然氣開始被計量。

2 在線比對氣體生理鹽水流量計(工作路和主路進行比對)

2.1 確保主路的入口和出口閥門是關(guān)閉的。

2.2 按照“1 每一路的使用”中的步驟1.2,1.3,1.4,給主路充壓。

2.3 關(guān)閉工作路出口電動強制密封球閥，緩慢打開比對管路的強制密封球閥，緩慢打開主路出口電動強制密封 

2.6 這時工作路重新投入工作。

3 用移動標定車在線標定氣體ZR-LWGY生理鹽水流量計

3.1 確保兩個標定口之間的電動強制密封球閥處于關(guān)閉的狀態(tài)。

3.2 打開標定口法蘭盲板上的小球閥，確保法蘭盲板內(nèi)部無壓力。然后取下法蘭盲板。

3.3 將移動標定車和標定口連接好。

3.4 按照“1 每一路的使用”中的步驟1.2,1.3,1.4,給主路充壓。

3.5 關(guān)閉工作路出口電動強制密封球閥，緩慢打開比對管路的強制密封球閥，緩慢打開主路上兩個標定強制 

3.8 將法蘭盲板裝回，不要忘了關(guān)閉法蘭盲板上的小球閥。 3.9 這時工作路重新投入工作。

誤差原因

(1)生理鹽水流量計應(yīng)慎用有些易結(jié)晶化工物料在溫度正常的狀況下能正常丈量，由于保送流體的導(dǎo)管都有良好的伴熱保溫，在保溫工作時不會結(jié)晶，但是生理鹽水流量計傳感器的丈量管難以施行伴熱保溫，因而，流體流過丈量管時易因降溫而惹起內(nèi)壁結(jié)上一層固體。由于改用其他原理的流量計丈量也同樣存在結(jié)晶問題，所以在無其他更好辦法的狀況下，可選用丈量管長度十分短的一種“環(huán)形”(oring)渦輪傳感器，并將流量計的上游管道伴熱保溫予以強化。在管道銜接問題上，流量傳感器拆裝需便當，一旦結(jié)晶時能便當?shù)夭鹣戮S護。

(2)管內(nèi)液體未充溢由于背壓缺乏或流量傳感器裝置位置不良，致使其丈量管內(nèi)液體未能充溢，毛病現(xiàn)象因不充溢水平和活動情況有不同表現(xiàn)。若少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，毛病現(xiàn)象表現(xiàn)為誤差增加，即流量丈量值與實踐值不符;若活動是氣泡流或塞狀流，毛病現(xiàn)象除丈量值與實踐值不符外，還會因氣相霎時遮蓋電極外表而呈現(xiàn)輸出晃動;若程度管道分層活動中流通截面積氣相局部增大，即液體未滿管水平增大，也會呈現(xiàn)輸出晃動，若液體未滿管狀況較嚴重，致使液面在電極以下，則會呈現(xiàn)輸出超滿度現(xiàn)象。

(3)生理鹽水流量計的液體中含有固相液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，可能產(chǎn)生的問題有;

①漿液噪聲;

②電極外表玷污;

③導(dǎo)電堆積層或絕緣堆積層掩蓋電極或襯里;

④襯里被磨損或被堆積物掩蓋，流通截面積減少。

生理鹽水流量計傳感器保養(yǎng)知識

生理鹽水流量計廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的渦輪流量傳感器可以應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)。智能一體化生理鹽水流量計結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計，可以顯示流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池， 單功能積算表電池使用壽命可達5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達到12個月以上。

一體化表頭可以顯示的流量單位眾多，有立方米，加侖，升，標準立方米，標準升等，可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對氣體進行補償，對壓力和溫度參數(shù)變化不大的場合，可使用該儀表進行固定補償積算。

生理鹽水流量計傳感器部分的維護保養(yǎng)要注意以下幾點：

1、在傳感器安裝前，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉(zhuǎn)觀察有無顯示，當有顯示時再安裝傳感器。若無顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。

2、使用時，應(yīng)保持被測介質(zhì)的清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。

3、渦輪流量傳感器在開始使用時，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿介質(zhì)，然后再開啟出口閥門(閥門應(yīng)安裝在流量計后端)，嚴禁傳感器處于無介質(zhì)狀態(tài)時受到高速流體的沖擊。

4、渦輪流量傳感器的維護周期一般為半年。檢修清洗時，請注意勿損傷測量腔內(nèi)的零件，特別是葉輪。裝配時請看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。

5、渦輪流量傳感器不用時，應(yīng)清洗內(nèi)部介質(zhì)，吹干后且在傳感器兩端加上防護套，防止塵垢進入，然后置于干燥處保存。

6、生理鹽水流量計配用的過濾器應(yīng)定期清洗，不用時應(yīng)清洗內(nèi)部的介質(zhì)，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。