渦輪流量計流量傳感器產(chǎn)品簡介
采用渦輪進行測量的流量計。它先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數(shù)字化。感應(yīng)線圈和磁鐵一起固定在殼體上。當鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時，磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)放大器放大和整形，送到計數(shù)器或頻率計，顯示總的積算流量。同時將脈沖頻率經(jīng)過頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計的輸出是頻率調(diào)制式信號，不僅提高了檢測電路的抗干擾性，而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達10:1，精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計的時間常數(shù)可達0.01秒。
在歐洲和美國渦輪流量計是繼孔板流量計之后的第二個法定天然氣流量計，已經(jīng)發(fā)展為多品種、全系列，多規(guī)格，批量生產(chǎn)規(guī)模的天然氣流量計。標準規(guī)范亦十分完備，但亦有不足之處：對測量介質(zhì)潔凈度要求較高，使用期限受到限制。不過據(jù)國外使用部門稱：曾對240臺使用8~15年的流量計進行周期檢定，發(fā)現(xiàn)儀表準確度的偏移仍在規(guī)定范圍內(nèi)。另外，采用一種高效整流作用的整流器與渦輪流量傳感器耦合成結(jié)構(gòu)一體化的氣體渦輪流量計，在上游側(cè)阻流件為彎頭或有半開截止閥條件下，只需要2D直管段長度，對于城市用安裝空間窄小的，它是很突出的特點。
渦輪流量計是速度式流量計中的主要種類,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體的作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動的電勢信號，即電脈沖信號，此電脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比。
各種流量計中渦輪流量計、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復(fù)性、精確度的產(chǎn)品，而渦輪流量計又具有自己的特點，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（同樣口徑可通過的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。至今，這類流量計產(chǎn)品可達技術(shù)參數(shù)：口徑4-750mm，壓力達250MPa，溫度為-240-700℃，像這樣的技術(shù)參數(shù)其他兩類流量計則是難以達到的。
渦輪流量計流量傳感器廣泛應(yīng)用于以下一些測量對象：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國外液化石油氣、成品油和輕質(zhì)原油等的轉(zhuǎn)運及集輸站，大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進行貿(mào)易結(jié)算。在歐洲和美國渦輪流量計是僅次于孔板流量計的天然氣計量儀表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計，他們已成為優(yōu)良的天然氣流量計。 盡管渦輪流量計的優(yōu)良計量特性受到人們的青睞，可是給人的印象是由活動部件，使用期短，在選用時不免躊躇，經(jīng)過人們的不懈努力，應(yīng)該說情況大有改觀。 渦輪流量計作為通用的流量計，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、全系列、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模。
應(yīng)該指出，渦輪流量計除前述工業(yè)部門大量應(yīng)用外，在一些特殊部門亦得到廣泛應(yīng)用，如科研實驗、國防科技、計量部門，這些領(lǐng)域的使用恰好避開了其弱點（不適于長期連續(xù)使用），充分發(fā)揮其特點（高精度，重復(fù)性好，可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件）。在這些領(lǐng)域，大多是根據(jù)被測對象的特殊要求進行專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計，它們是專用儀表不進行批量生產(chǎn)。
基本型
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號遠傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號（4-20mA）；儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。
智能
一體化渦輪流量計，采用的超低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。儀表具備儀表系數(shù)三點修正，智能補償儀表系數(shù)非線性，并可進行現(xiàn)場修正。高清晰液晶顯示器同時顯示瞬時流量（4位有效數(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。
引智能
該系列流量計采用的超低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，通過微處理單元對由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道采集的信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償，自動進行壓縮因子修正，在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)（瞬時流量、日累積流量、總累積流量、溫度、壓力、時間、日期、電池電量）直觀的顯示出來，并可輸出工況、標況脈沖信號、4-20mA、RS485、IC卡信號等多種通訊信號。儀表采用內(nèi)置鋰電池和外供24VDC雙供電方式，當用戶不需要任何信號輸出功能時可不用對儀表24VDC外供電，儀表自動切換到內(nèi)置鋰電池供電，電池電量可連續(xù)工作3年以上。該類渦輪流量計為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。
智能氣體
智能氣體渦輪流量計 [1]  是吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開發(fā)的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表，具有出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計量。 該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號以脈沖信號的方式遠傳輸出。儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。
新版液體
新版液體渦輪流量計是吸取了國內(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，重復(fù)性好，反應(yīng)靈敏，安裝維護方便等特點的新一代渦輪流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cc18Ni8Ti，2Cr13及剛玉AI3O3硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維，顆粒等雜志，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，若于具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制，超量報警燈，是流量計和節(jié)能的理想儀表。
傳感器
該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號遠傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號（4-20mA）；儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。
該類渦輪流量產(chǎn)品均分為基本型和防爆型（ExdIIBT6）兩種。
按照不同的輸出信號，該類產(chǎn)品可分為LWGY-□N型和LWGY-□A型
LWGY-□N型傳感器：12～24VDC供電，三線制脈沖輸出，高電平≥8V，低電平≤0.8V；信號傳輸距離≤1000米；
LWGY-□A型變送器：24VDC供電，二線制4-20mA 輸出，信號傳輸距離≤1000。
智能一體化渦輪流量計
采用的超低功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。儀表具備儀表系數(shù)三點修正，智能補償儀表系數(shù)非線性，并可進行現(xiàn)場修正。高清晰液晶顯示器同時顯示瞬時流量（4位有效數(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT。
該類渦輪流量計按照供電方式、是否具備遠傳信號輸出可分為LWGY-□B型和LWGY-□C型
LWGY-□B型：供電電源采用3.2V10AH鋰電池（可連續(xù)運行4年以上）； 無信號輸出功能。
LWGY-□C型：供電電源采用24VDC外供電，輸出4-20mA標準兩線制電流信號，并可根據(jù)不同的現(xiàn)場需要，可增加RS485或HART通訊。
工作原理
渦輪流量計的工作原理 [2]  ：流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號檢測器（由磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電
脈沖信號，此信號經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量和累計量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時流量Q成正比，流量方程為：Q=3600×f/k
式中：

f——脈沖頻率[Hz]；
k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m]，由校驗單給出。若以[1/L]為單位Q=3.6×f/k
Q——流體的瞬時流量（工作狀態(tài)下）[m3/h]；
3600——換算系數(shù)。
每臺傳感器的儀表系數(shù)由制造廠填寫在檢定證書中，k值設(shè)入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時流量和累積總量。
組成
渦輪流量計屬于速度式流量計，也叫葉輪式流量計。葉輪式流量計是利用置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成比例的關(guān)系，通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映通過管道的流體體積流量大小，是流量儀表中比較成熟的高準確度儀表之一。渦輪流量計一般由下列典型五個部分組成：
1．表體
表體的材料一般為鋼或者是鑄鐵，其兩端為法蘭連接。小口徑表也有采用螺紋接口方式。
2．測量的組件
渦輪上有經(jīng)過精密加工的葉片，它與一套減速齒輪和軸承一起構(gòu)成測量組件，支攆渦輪的兩個高精度不銹鋼自潤滑軸承保證該組件有較長的使用壽命。渦輪流量計亦可選用外部潤滑油泵潤滑軸承，但注意不能過量。
3．計數(shù)器
計數(shù)器面板上有以下重要信息：
(1)最大工作溫度及壓力：
（2)計量及最小和最大流量等級
（3）產(chǎn)品型號及編號
（4）防爆等級和標志
（5）低頻或高頻脈沖所對應(yīng)流體的當量以及接線方式。
4．整流器
整流器用以使流體流過渦輪流量計時處于規(guī)則狀態(tài)，從而消除擾動對計量無利影響。高計量精準度。
5．磁耦合傳動的裝置
該裝置將處于大氣環(huán)境中的計數(shù)器部分與被測量氣體分離開來，并將測量組件的轉(zhuǎn)動傳遞給計數(shù)器。