轉子流量計

在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，浮子可以在錐管內自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運動，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉子流量計。金屬轉子流量計是工業上最常用的，對於小管徑腐蝕性介質通常用玻璃材質，由於玻璃材質的本身易碎性，關鍵的控制點也有用全鈦材等貴重金屬為材質的轉子流量計。

轉子流量計是基於浮子位置測量的一種變面積流量儀錶。採用全金屬結構，Modular概念設計，其壓損小，量程比大（10：1），安裝維護方便，可廣泛用於複雜，惡劣環境及各種介質條件的流量測量與過程式控制制中。

轉子流量計是工業上和實驗室最常用的一種流量計。它具有結構簡單、直觀、壓力損失小、維修方便等特點。轉子流量計適用於測量通過管道直 徑D<150mm的小流量，也可以測量腐蝕性介質的流量。使用時流量計一般安裝在垂直走向的管段上，流體介質自下而上地通過轉子流量計，經特殊設計的轉子流量計可以 水平安裝或上進底出垂直安裝。

轉子流量計由兩個部件組成，轉子流量計一件是從下向上逐漸擴大的錐形管；轉子流量計另一件是置於錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉子。轉子流量計當測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動衝擊著轉子，並對它產生一個作用力（這個力的大小隨流量大小而變化）；當流量足夠大時，所產生的作用力將轉子托起，並使之升高。同時，被測流體流經轉子與錐形管壁間的環形斷面，這時作用在轉子上的力有三個：流體對轉子的動壓力、轉子在流體中的浮力和轉子自身的重力。流量計垂直安裝時，轉子重心與錐管管軸會相重合，作用在轉子上的三個力都沿平行於管軸的方向。當這三個力達到平衡時，轉子就平穩地浮在錐管內某一位置上。對於給定的轉子流量計，轉子大小和形狀己經確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當來流流速變大或變小時，轉子將作向上或向下的移動，相應位置的流動截面積也發生變化，直到流速變成平衡時對應的速度，轉子就在新的位置上穩定。對於一台給定的轉子流量計，轉子在錐管中的位置與流體流經錐管的流量的大小成一一對應關係。

為了使轉子在在錐形管的中心線上下移動時不碰到管壁，通常採用兩種方法：一種是在轉子中心裝有一根導向芯棒，以保持轉子在錐形管的中心線作上下運動，另一種是在轉子圓盤邊緣開有一道道斜槽，當流體自下而上流過轉子時，一面繞過轉子，同時又穿過斜槽產生一反推力，使轉子繞中心線不停地旋轉，就可保持轉子在工作時不致碰到管壁。轉子流量計的轉子材料可用不鏽鋼、鋁、青銅等製成。

依靠壓損小，檢測範圍大的優勢，變成了工業控制中非常常用的一種流量測量儀錶，它不僅使用方便，還有兼容性強等優勢。特別適宜低流速小流量的介質流量測量。轉子流量計有就地顯示型和智能遠傳型，帶有指針顯示，瞬時流量，累積流量，液晶顯示，上下限報警輸出，累積脈衝輸出，標準的二線制4-20mA電流輸出等多種形式，為用戶提供了非常廣闊的選擇空間。另外該儀錶採用高質量的MCU微處理系統，保證了 轉子流量計在各種應用場所的優良性能。

多年來 轉子流量計的各種優良性能和可靠性，以及較好的性能價格比廣泛受到了石化、鋼鐵、電力、冶金、輕工等行業的青睞。

1.適用於小管徑和低流速

2.工作可靠、維護量小、壽命長

3.對於下游直管段要求不高

4.有較寬的流量範圍度10:1

5.就地型指針指示接近於線性

6.智能型指示器帶有LCD液晶顯示，可顯示瞬時、累積流量，還可輸出脈衝、輸出報警

7.帶有溫度補償

8.有就地型、遠傳型、夾套型、水平型、防爆型、耐腐型等

1、結構

金屬管浮子流量計主要由三大部分組成

a、指示器(智能型指示器，就地指示器)

b、浮子

c、錐形測量室

將銜接上透明的水管，用水柱高坐壓力，用高靈敏度數字萬用表測量電壓，感測器接上12v電壓。記錄數據。如成線性關係，則表示性能穩定，可以使用。差壓式壓力感測器通過氣管被連在兩取壓管上。當有液體流過導液管時，輸入管與輸出管之間會產生的壓力差，輸入管壓力大於輸出管的壓力。由差壓式感測器檢測這個壓力差，並轉換成電壓信號。

轉子流量計的調試期故障調試期待故障一般出現在儀錶安裝調試階段，一經排除，在以後相同條件下一般不會再出現。常見的調試期故障一般由安裝不妥、環境干擾以及流體特性影響等原因引起。輸出信號亦會有一定程度波動。兩種或兩種以上液體作管道混合工藝時，若兩種液體電導率（或各自與電極間電位）有差異，在混合未均勻前即進入流量感測器進行流量測量，輸出信號亦會產生波動。感測器可以水平和垂直安裝，但是應該確保避免沉積物和氣泡對測量電極的影響，電極軸向保持水平為好。垂直安裝時，流體應自下而上流動。感測器不能安裝在管道的最高位置，這個位置容易積聚氣泡。

玻璃轉子流量計廣泛應用於化工、石油、輕工、醫藥、環保、食品及計量測試、科學研究等部門，測量單相非脈動流體（液體或氣體）的流量。

玻璃轉子流量計有較強的耐腐性能，可檢測酸（氫氟酸除外）、鹼、氧化劑和其它腐蝕性的氣體或液體的流量，適用於化工、製藥、造紙、污水處理等行業。

流量測量的發展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統。古羅馬凱撒時代已採用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎，這是流量測量的里程碑。自那以後，18、19世紀流量測量的許多類型儀錶的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮託管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀由於過程工業、能量計量、城市公用事業對流量測量的需求急劇增長，才促使儀錶迅速發展，微電子技術和計算機技術的飛躍發展極大地推動儀錶更新換代，新型流量計如雨後春筍般湧現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。

我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，早期所需的流量儀錶均從國外進口。

流量測量是研究物質量變的科學，質量互變規律是事物聯繫發展的基本規律，因此其測量對象已不限於傳統意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題。流量和壓力、溫度並列為三大檢測參數。對於一定的流體，只要知道這三個參數就可計算其具有的能量，在能量轉換的測量中必須檢測此三個參數。能量轉換是一切生產過程和科學實驗的基礎，因此流量和壓力、溫度儀錶一樣得到最廣泛的應用。

為了能讓轉子流量計正常工作且能達到一定的測量精度，在安裝流量計時要注意以下幾點：

1、轉子流量計必須垂直安裝在無振動的管道上。流體自下而上流過流量計，且垂直度優於2°，水平安裝時水平夾角優於2°；（現在有可水平安裝的轉子流量計）

2、為了方便檢修和更換流量計、清洗測量管道，安裝在工藝管線上的金屬管浮子流量計應加裝旁路管道和旁路閥；

3、轉子流量計入口處應有5倍管徑以上長度的直管段，出口應有250mm直管段；

4、如果介質中含有鐵磁性物質，應安裝磁過濾器；如果介質中含有固體雜質，應考慮在閥門和直管段之間加裝過濾器；

5、當用於氣體測量時，應保證管道壓力不小於5倍流量計的壓力損失，以使浮子穩定工作；

6、為了避免由於管道引起的流量計變形，工藝管線的法蘭必須與流量計的法蘭同軸並且相互平行，管道支撐以避免管道振動和減小流量計的軸向負荷，測量系統中控制閥應安裝在流量計的下游：

7、測量氣體時，如果氣體在流量計的出口直接排放大氣，則應在儀錶的出口安裝閥門，否則將會在浮子處產生氣壓降而引起數據失真。

8、安裝PTFE襯裡的儀錶時，法蘭螺母不要隨意不對稱擰得過緊，以免引起PTEF襯裡變形；

9、帶有液晶顯示的儀錶，要盡量避免陽光直射顯示器，以免降低液晶使用壽命；帶有鋰電池供電的儀錶，要盡量避免陽光直射、高溫環境（≥65℃）以免降低鋰電池的容量和壽命。

1.對於遠傳輸出型金屬管浮子轉子流量計的選用，要選擇適合使用場所防爆類型要求的轉子流量計；安裝時還應注意儀錶通電后的外殼緊固及接線口的密封，已達到防爆、防護、防侵蝕的要求。

2.對於被測介質溫度過高（>120℃）或過低的場所，通常要對轉子流量計的感測器部分採取保溫或隔熱措施，為保證信號轉換器------指示器正常工作的環境溫度，應選擇高溫指示器。

3.對於有些需採取保溫或冷卻的被測介質，要選擇夾套型轉子流量計。標準金屬管浮子轉子流量計的伴熱或冷卻介面採用DIN2501 DN15 PN1.6 法蘭連接，如需其它法蘭或螺紋連接，訂貨時請註明。

4.對於轉子流量計入口介質的壓力不穩，尤其用於氣體測量，為保證精度和使用壽命，應選用阻尼結構。

5.對於介質要求的壓力等級較高，超過標準壓力等級時，在選型時請選擇高壓型結構，高壓型採用HG20595-97 RF帶頸對焊鋼製管法蘭。如採用其它標準，訂貨時請註明。

6.轉子流量計安裝時要保證測量管的垂直度優於5%，且應加裝旁路，便於維護和清洗而不影響生產。

7.安裝轉子流量計的位置應保證入口有≥5DN的直管段，出口不≤250mm的直管段；如介質中含有鐵磁性物質，應在轉子流量計前安裝磁性過濾器。

8.測控系統中的控制閥，應安裝在轉子流量計的下游。用於氣體測量時，應保證工作壓力不小於轉子流量計壓損的5倍，以使轉子流量計穩定工作。

9.安裝金屬管浮子轉子流量計前，應將管道內焊渣吹掃乾淨；安裝時要取出轉子流量計中的止動元件；安裝后使用時，要緩慢開啟控制閥門，避免衝擊損壞轉子流量計。

轉子流量計具有結構簡單、工作可靠、適用範圍廣、測量準確、安裝方便等特點，具有耐高溫、耐高壓。流量計運行中一下常見故障如何排除？

一、無電流輸出

1.首先看接線是否正確。

2.液晶是否有顯示，若有顯示無輸出，多為輸出管壞，需更換線路板。

3.丟失標校值。由於E2PROM故障，造成儀錶標定數據丟失，也會引起無輸出電流，電流會保持不變。解決辦法：可用數據恢復操作，如果不起作用，可先設定密碼2000中的數據，再設定密碼4011中數據，方法是用手推指針標定從RP至100%中的數據。

二、無現場顯示

1.檢查接線是否正確。

2.檢查供電電源是否正確。

3.將液晶模塊重新安裝，檢查接觸不實。

4.對於多線制供電方式檢查12、13端子是否接電流表或短路。

三、報警不正確

1.檢查偏差設定d值不能太大。

2.FUN功能中，邏輯功能是否正確。HA-A表示上限正邏輯。LA-A表示下限正邏輯。

3.檢查SU中報警值設定大小。

4.若液晶條碼指示正確，輸出無動作，可檢查外部電源及外部電源的負極是否與儀錶供電的負極相連。

四、轉子流量計指針抖動：

1.輕微指針抖動：一般由於介質波動引起。可採用增加阻尼的方式來克服。

2.中度指針抖動：一般由於介質流動狀態造成。對於氣體一般由於介質操作壓力不穩造成。可採用穩壓或穩流裝置來克服或加大浮子流量計氣阻尼。

3.劇烈指針抖動：主要由於介質脈動，氣壓不穩或用戶給出的氣體操作狀態的壓力、溫度、流量與浮子流量計實際的狀態不符，有較大差異造成浮子流量計過量程。

五、浮子流量計指針停到某一位置不動

主要原因是浮子流量計的浮子卡死。

一般由於浮子流量計使用時開啟閥門過快，使得浮子飛快向上衝擊止動器，造成止動器變形而將浮子卡死。但也不排除由於浮子導向桿與止動環不同心，造成浮子卡死。處理時可將儀錶拆下，將變形的止動器取下整形，並檢查與導向桿是否同心，如不同心可進行校正，然後將浮子裝好，手推浮子，感覺浮子上下通暢無阻卡即可，另外，在浮子流量計安裝時一定要垂直或水平安裝，不能傾斜，否則也容易引起卡表並給測量帶來誤差。

六、浮子流量計測量誤差大

1.安裝不符合要求

對於垂直安裝浮子流量計要保持垂直，傾角不大於20度

對於水平安裝浮子流量計要保持水平，傾角不大於20度

浮子流量計周圍100mm空間不得有鐵磁性物體。

安裝位置要遠離閥門變徑口、泵出口、工藝管線轉彎口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。

2.液體介質的密度變化較大也是引起誤差較大的一個原因。由於儀錶在標定前，都將介質按用戶給出的密度進行換算，換算成標校狀態下水的流量進行標定，因此如果介質密度變化較大，會對測量造成很大誤差。解決方法可將變化以後的介質密度帶入公式，換算成誤差修正係數，然後再將流量計測出的流量乘以係數換成真實的流量。

3.氣體介質由於受到溫度壓力影響較大，建議採用溫壓補償的方式來獲得真實的流量。

4.由於長期使用及管道震動等多因素引起浮子流量計感測磁鋼、指針、配重、旋轉磁鋼等活動部件鬆動，造成誤差較大。解決方法：可先用手推指針的方式來驗證。首先將指針按在RP位置，看輸出是否為4mA，流量顯示是否為0%，再依次按照刻度進行驗證。若發現不符，可對部件進行位置調整。一般要求專業人員調整，否則會造成位置丟失，需返回廠家進行校正。

七、累積脈衝輸出不正確

1.檢查選擇累積脈衝輸出的那一路報警值是否設為零。

2.線路板故障，更換線路板。

八、金屬轉子流量計現場液晶總顯示0或滿量程

1.檢查2000 密碼中設定量程、零點參數。要求ZERO要小於SPAN的值，兩值不能相等。

2.檢查採樣數據是否上來，用手推指針看採樣值變化，若無變化，一般為線路板採樣電路故障，需更換線路板。

3.線路板故障，更換線路板。