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渦輪流量傳感器的分類
關鍵字：渦輪傳感器,流量計,渦輪流量計, 日期：2012-7-4 13:56:07
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（一）按傳感器結構分類
1．軸向型（普通型）
葉輪軸中心與管道軸心重合，是渦輪流量計的主導產品，有全系列產品( DN10~DN600)。
2．切向型
葉輪軸與管道軸心垂直，流體流向葉片沖角約900，適合于小口徑微流量產品。
3．機械型
葉輪轉動直接或經磁耦合帶動機械計數機構，指示積算總量，測量準確度比電信號檢測感器稍低，其傳感器與顯示儀組成一體，方便使用。
4．井下專用型
適用于石油開采、井下作業及采輸用，測量介質有泥漿或油氣流等，傳感器體積受限制，耐高壓、高溫及流體沖擊等。
5．自校正雙渦輪型
可用于天然氣等氣體流量測量，傳感器由主、輔雙渦輪轉速差自動校正流量特性的變化。
6．廣黏度型
在波特型浮動轉子壓力平衡結構基礎上擴大上錐體與下錐體的直徑、增加黏度補償翼及
承壓葉片等結構措施，使傳感器可用于高黏度液體（如重油，黏度達30mm2/s）。
7．一體型
渦輪流量計傳感器葉片轉動直接或經磁耦合帶動機械計數機構或智能顯示模塊，指示積算總量，其傳感器與顯示儀組成一體，方便使用。
目前，國際上渦輪流量計達到的指標：
公稱直徑：(6—760) mm
測量范圍：氣體(0. 025~ 25500) m3/h;實際液體(0.036~13000) m3/h
重復性：液體±0. 1%讀數；氣體±0.25%，甚至高準確度為±0.1%
線性（原始的）：液體±0. 25%
氣體±0. 5%
高準確度流量計：液體±0. 15%；氣體±0.25%（通常是指流量在最
大量程比10：1范圍之下）
工作溫度范圍：（- 270~+650）℃
工作壓力范圍：從真空到400MPa
最大流量下的壓降：氣體最大為0. 3kPa;液體最大為70kPa
（二）按被測介質分類
1．液體用渦輪流量傳感器
(1)普通型：適用于測量低黏度(≤5mPa．s)液體體積流量，公稱通徑為DN10~DN600，準確度等級為0.25~0.5（高準確度型為0.15），使用介質溫度為(- 20~
±120)℃，壓力為6.3MPa。
(2)高黏度型：適用液體黏度(70—400) mPa．s，通常為大口徑，口徑越大黏度可更高，同一臺傳感器黏度增大，流量下限值提高，范圍度縮小。
(3)耐腐型：適用腐蝕性流體，如稀硫酸、稀硝酸等，一般只有小口徑產品(DN20~DN50)。
(4)高溫型：適用液體溫度在300℃以下，被測液體溫度受檢測線圈耐溫性能限制。
(5)低溫型：被測流體溫度可低至- 250qC，應用于液態氧、液態氦等流體的流量測量。
2．氣體用渦輪流量傳感器
(1)普通型：測量潔凈氣體的流量，公稱通徑為DN15~DN350，使用介質溫度為
（- 20~+120）℃，準確度等級為1級。
(2)燃氣型：適用于石油氣、人工煤氣、天然氣及液化石油氣等，可采取自動注油器潤滑保護軸承，避免雜質進入運動部件，提高使用期限。結構大多采用機械式就地顯示裝
置，并可用光導纖維技術輸出脈沖信號。口徑系列為DN25~DN600，工作壓力≤lOMPa，工作溫度為（- IO~+60）℃，準確度為1%（或0.5%）。
（三）按信號檢測方式分類
傳感器探頭是檢測轉動體的運動并把它轉化為脈沖數字電信號，電磁線圈電壓輸出值接近正弦曲線，脈沖信號的頻率范圍隨測量的流量大小成線性變化，典型的流量范圍為10：1，
25：1和100：1三種規格。電磁線圈的電阻一般小于2000fl，大于該值可能會損壞。
根據流量計的結構形式，信號檢測位置分為在葉輪上或軸上采集的高頻脈沖信號、計數器減速齒輪系前采集的中頻脈沖信號、計數器減速齒輪后采集的低頻脈沖信號。為了便于檢
定，一般均設計有在葉輪上或軸上采集的高頻脈沖信號。信號采集方法如下：
1．電磁線圈感應式
傳感器葉輪不導磁．葉輪中嵌有導磁材料，當葉輪旋轉時磁場交替接近或遠離傳感器殼體外的檢測線圈，線圈里的感應電勢隨著發生變化，此周期變化的頻率信號經放大輸出，如
圖所示。
圖電磁感應轉換器工作原理圖
1-永久磁鋼和導磁棒；2-線圈；3-磁力線；4-放大器
2．變磁阻感應式
葉輪葉片或輪箍由導磁材料制成，傳感器殼體外檢測線圈中裝有永磁材料，當葉輪旋轉時，線圈內永磁材料形成的磁路因導磁葉片交替接近或遠離，磁通發生周期性變化，線圈的
等效阻抗亦隨著變化，在放大電路中產生連續的脈沖波，如圖1-9昕示：
2
圖1-9磁阻式信號檢測原理
1一旋轉磁場；2-橋路；3-破阻傳感器；4-鼓大墨
3．笛簧管（干簧管）傳感式
嵌在葉輪（或與其同步的其他旋轉元件）里的永磁材料周期性地打開或閉合傳感器殼體外笛簧管的簧片觸點，這種開關的作用是恒流（或恒壓）源產生電脈沖信號。一般用于
采集計數器減速齒輪后的低頻脈沖信號：
4．光電傳感式
葉輪葉片或葉輪驅動的元件隨著葉輪旋轉，周期性地遮斷光束，產生光脈沖信號轉換成電脈沖信號。此外，還有光纖傳輸方式，它可有效地提高抗干擾能力。但一般需采用外
加電源。
5．霍爾傳感式
在葉輪內腔裝有一塊永久磁鋼，霍爾元件通以直流或交流電流產生一磁場，當固定安裝磁鋼的葉輪旋轉時，由于電磁感應，在霍爾元件中輸出交變電壓，其頻率與葉輪轉速成正
比，測出此頻率即可確定其轉速。這種方法檢測到的信號較強，且安裝尺寸小，但工作電流大，難以實現電池供電。
6.韋裉傳感式
韋根流量傳感器是利用韋根效應制成的，故稱韋根傳感器。其工作原理是，傳感器中的雙穩態功能合金材料在交變外磁場的激勵下，磁化方向瞬間發生翻轉，而當外磁場撤離后，
它又瞬間恢復到原有的磁化方向，由此在合金材料周圍的檢測線圈中會感生出電脈沖信號，實現磁電轉換。它是無源器件，適用于微功耗設計的流量計，無觸點、耐腐蝕、防水，使用
壽命20億次以上。應用時，通常在葉輪上、軸上或與葉輪轉速相同的發訊盤上鑲嵌磁鋼，韋根傳感器安裝在與磁鋼靠近的非導磁座（套）里。
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