一、LWGY系列冷冻水流量计

1.功能分类

a、涡轮流量传感器/变送器

b、智能一体化

2、功能说明

冷冻水流量计（涡轮流量传感器/变送器）

该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号（4-20mA）；仪表价格低廉，集成度高，体积小巧，特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。

按照不同的输出信号，该类产品可分为LWGY-□N型和LWGY-□A型。

LWGY-□N型传感器：12～24VDC供电，三线制脉冲输出，高电平≥8V，低电平≤0.8V；信号传输距离≤1000米；

冷冻水流量计（以下简称TUF）是叶轮式流量（流速）计的主要品种，叶轮式流量计还有风速计、水表等。TUF由传感器和转换显示仪组成，传感器采用多叶片的转子感受流体的平均流速，从而推导出流量或总量。转子的转速（或转数）可 直至二战后因喷气发动机和液体喷气燃料急需一种高精度、快速响应的流量计才使它获得真正的工业应用。如今，它已在石油、化工、科研、国防、计量各部门中获得广泛应用。

流量计中TUF、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确 产品，而TUF又具有自己的特点，如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大和可适应高参数等，是其他两类 是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏，安装维护使用方便等特点，广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用，且无纤维、颗粒等杂质，工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体，对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体，可对流量计进行实液标定后使用。若与具有特殊功能的显示仪表配套，还可以进行定量控制、超量报警等，是流量计量和节能的理想仪表。

冷冻水流量计工作原理

当被测流体流过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经放大器放大后，送至显示仪表显示。

流量方程可分为两种：实用流量方程和理论流量方程。

（1）实用流量方程

qv=f/K               公式1

qm=qvρ              公式2

式中   qv, qm ……分别为体积流量，m3/s，质量流量，kg/s

          f ……流量计输出信号的频率，Hz

          K ……流量计的仪表系数，P/m3

  流量计的系数与流量（或管道雷诺数）的关系曲线，仪表系数可分为二段，即线性段和非线性段。线性段约为其工作段的三分之二，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下*，仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上*要注意防止空穴现象。结构相似的TUF特性曲线的形状是相似的，它仅在系统误差水平方面有所不同。

   特性曲线

   传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出，它*不问传感器内部流体机理，把传感器作为一个黑匣子，根据输入（流量）和输出（频率脉冲信号）确定其转换系数，它便于实际应用。但要注意，此转换系数（仪表系数）是有条件的，其校验条件是参考条件，如果使用时偏离此条件系数将发生变化，变化的情况视传感器类型，管道安装条件和流体物性参数的情况而定。

（2）理论流量方程

根据动量矩定理可以列出叶轮的运动方程

    公式3

式中     J：叶轮的惯性矩；

    dw/dt：叶轮的旋转加速度；

M1：流体的驱动力拒；

M2：粘性阻力矩；

M3：轴承摩擦阻力矩；

M4：磁阻力矩。

当叶轮以恒速旋转时， 0，则M1=M2+M3+M4。经理论分析与实验验证可得

              公式4

式中   n：叶轮转速；

qv：体积流量；

A：与流体物性（密度、粘度等），叶轮结构参数（叶片倾角、叶轮直径、

流道截面积等）有关的系数；

B：与叶片顶隙，流体流速分布有关的系数；

C：与摩擦力矩有关的系数。

国内外学者提出许多理论流量方程，它们适用于各种传感器结构及流体工作条件。至今涡轮仪表特性的水动力学特性仍旧不很清楚，它与流体物性及流动特性有复杂的关系。比如当流场有旋涡和非对称速度分布时水动力学特性就非常复杂。不能用理论式推导仪表系数，仪表系数仍需由实流校验确定。但是理论流量方程有巨大的实用意义，它可用于指导传感器结构参数设计及现场使用条件变化时仪表系数变化规律的预测和估算。

1、高精确度，一般可达±1%R、±0.5%R，高精度型可达±0.2%R；

2、重复性好，短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到*的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计；

3、输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强；

4、可获得很高的频率信号（3~4kHz），信号分辨力强；

5、范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10；

6、结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；

7、适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；

8、型传感器类型多，可根据用户特殊需要设计为各类型传感器，例如低温型、双向型、井下型、混砂型等；

9、可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便。

冷冻水流量计基本参数与技术性能

1、技术性能表1

2、测量范围及工作压力表2

选型及注意事项

正确选型才能保证设备更好的使用。选用什么种类的？应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定，使设备的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，冷冻水 流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

为了确保设备的测量准确,必须正确地选择安装位置和方法

对直管段的要求：流量计必须水平安装在管道上（管道倾斜在5以内），安装时流量计轴线应与管道轴线同心，流向要一致。 流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段，如果安装场所充许建议上游直管段为20D、下游为5D。

对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径与流量计内径相同。

对旁通管的要求：为了保证流量计检修时不影响介质的正常使用，在流量计的前后管道上应安装切断阀门（截止阀），同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游，流量计使用时上游所装的截止阀必须全开，避免上游部分的流 在室内，必须要安装在室外时，一定要采用防晒、防雨.防雷措施，以免影响使用寿命。

对介质中含有杂质的要求：为了保证流量计的使用寿命，应在流量计的直管段前安装过滤器。

安装场所：管道（或旁通管）代替流量计进行吹扫管道。以确保在使用过程中流量计不受损坏。 安装流量计时，法兰间的密封垫片不能凹入管道内。

流量计接地的要求：流量计应可靠接地，不能与强电系统地线共用。

对于防爆型产品的要求：为了仪表安全正常使用，应复核防爆型流量计的使用环境是否与用户防爆要求规定相符，且安装使用过程中，应严格遵守国家防爆型产品使用要求，用户不得自行更改防爆系统的连接方式，不得随意打开仪表。 选型在规定的流量范围内，防止超速运行，以保证获得理想准确度和保证正常使用寿命。 安装流量计前应清理管道内杂物：碎片、焊渣、石块、粉尘等推荐在上游安装5微米筛孔的过滤器用于阻挡液滴和沙粒。 流量计投运时应缓慢地先开启前阀门，后开启后阀门，防止瞬间气流冲击而损害涡轮。 加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2-3次。由于试压、吹扫管道或排气造成涡轮超速运转，以及涡轮在反向流中运转都会可能使流量计损坏。 流量计运行时不允许随意打开前后盖，更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。 小心安装垫片，确保没有突出物进入管道，以防止干扰正常的流量测量。 流量计在标定时要在流量计取压口上采集压力。

冷冻水流量计使用

（1）安装就位后，应确保所有的切屑和残渣均已清除，系统已经吹洗、试压、气流进入并升压至流量计入口阀。

（2）打开设备上游旁通小球阀。

（3）气体缓慢充入直到设备下游电动强制密封球阀前。注意：压力剧烈震荡或过快的高速加压会损坏设备。为了保护气体设备，加到上的压力升高不能超过35kPa/s。

（4）关闭旁通小球阀和截止阀。

（5）转动手轮打开入口强制密封阀。

（6）缓慢打开冷冻 路和主路进行比对。

2、 确保主路的入口和出口阀门是关闭的，按时做三项工作：

（1）气体依次通过工作路和主路。两台设备可以互相比对，来检查是否有大的偏差。

（2）当比对结束后，关闭比对管路上和主路上的两个强制密封球阀，打开工作管路的出口球阀 是同时做三项工作）。

（3）这时工作路重新投入工作。

3、用移动标定车在线标定气体

（1）确保两个标定口之间的电动强制密封球阀处于关闭的状态。

（2）打开标定口法兰盲板上的小球阀，确保法兰盲板内部无压力。然后取下法兰盲板。

（3）将移动标定车和标定口连接好。

（4）按照“1、每一路的使用”中的步骤（1）（2）（3）（4）给主路充压。

（5）将法兰盲板装回，不要忘了关闭法兰盲板上的小球阀。这时工作路重新投入工作。

冷冻水流量计误差原因

1、设备应慎用有些易结晶化工物料在温度正常的状况下能正常丈量，由于保送流体的导管都有良好的伴热保温，在保温工作时不会结晶，但是设备的传感器的丈量管难以施行伴热保温，因而，流体流过丈量管时易因降温而惹起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计丈量也同样存在结晶问题，所以在无其他更好办法的状况下，可选用丈量管长度十分短的一种“环形”(oring)涡轮传感器，并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道衔接问题上，流量传感器拆装需便当，一旦结晶时能便当地拆下维护。

2、管内液体未充溢由于背压缺乏或流量传感器装置位置不良，致使其丈量管内液体未能充溢，毛病现象因不充溢水平和活动情况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流，毛病现象表现为误差增加，即流量丈量值与实践值不符;若活动是气泡流或塞状流，毛病现象除丈量值与实践值不符外，还会因气相霎时遮盖电极外表而呈现输出晃动;若程度管道分层活动中流通截面积气相局部增大，即液体未满管水平增大，也会呈现输出晃动，若液体未满管状况较严重，致使液面在电极以下，则会呈现输出超满度现象。

3、设备的液体中含有固相液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，可能产生的问题有：

（1）浆液噪声；

（2）电极外表玷污；

（3）导电堆积层或绝缘堆积层掩盖电极或衬里；

（4）衬里被磨损或被堆积物掩盖，流通截面积减少。

冷冻水流量计传感器保养知识

4.传感器部分的维护保养要注意以下几点：

1、在传感器安装前，用口吹或手拨叶轮，使其快速旋转观察有无显示，当有显示时再安装传感器。若无显示，应检查有关各部分，排除故障。

2、使用时，应保持被测介质的清洁，不含纤维和颗粒等杂质。

3、涡轮流量传感器在开始使用时，应先将传感器内缓慢的充满介质，然后再开启出口阀门(阀门应安装在流量计后端)，严禁传感器处于无介质状态时受到高速流体的冲击。

4、涡轮流量传感器的维护周期一般为半年。检修清洗时，请注意勿损伤测量腔内的零件，特别是叶轮。装配时请看好导向件及叶轮的位置关系。

5、涡轮流量传感器不用时，应清洗内部介质，吹干后且在传感器两端加上防护套，防止尘垢进入，然后置于干燥处保存。

6、配用的过滤器应定期清洗，不用时应清洗内部的介质，同传感器一样，加防尘套，置于干燥处保存。