教学设备

4.1.1 涡轮流量计的工作原理：
涡轮流量计是利用安装在管道中可以自由转动的叶轮感受物体的速度变化，从而测定管道内的流体流量。
4.1.1.1 涡轮流量计的构成和流量方程式：
流量计主要由壳体、导流器、支承、涡轮和磁电转换器组成，涡轮是测量元件，它由导磁系数较高的不锈钢材料制成，轴芯上装有数片呈螺旋形或直形的叶片，流体作用于叶片，使涡轮转动。壳体和前后导流件由非导磁的不锈钢材料制成，导流件对流体起导直作用。在导流件上装有滚动轴承或滑动轴承，用来支撑转动的涡轮。将涡轮转速转换为电信号的方法以磁电式转换法应用最广泛。磁电感应信号检出器包括磁电转换器和前置放大器，磁电转换器由线圈和磁钢组成，用于产生与叶片转速成比例的电信号，前置放大器放大微弱电信号，使之便于远传。
流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片 
周期性地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。
式中 为体积流量； 为信号脉冲频率； 为仪表常数。
仪表常数 与流量计的涡轮结构等因素有关。在流量较小时， 值随流量增加而增大，只有流量达到一定值后近似为常数。在流量计的使用范围内， 值应保持为常数，使流量与转速接近线性关系。
涡轮流量计的显示仪表是一个脉冲频率测量和计数的仪表，根据单位时间的脉冲数和一段时间的脉冲计数，分别显示瞬时流量和累积流量。
4.1.1.2 涡轮流量计的特点和作用：
涡轮流量计可以测量气体、液体流量，但要求被测介质洁净，并且不使用于粘度大的液体测量。它的测量精度较高，一般为0.5级，在小范围内误差可以 ；由于仪表刻度为线性，范围宽可达（10～20）:1；输出频率信号便于远传及与计算机相连；仪表有较宽的工作温度范围（-200～400℃），可耐较高工作压力（<100MPa）。
涡轮流量计一般应水平安装，并保证其前后有一定的直管段。为保证被测介质洁净，表前应装过滤装置。如果被测液体易气化或含有气体时，要在仪表前装消气器。
涡轮流量计缺点是制造困难，成本高。由于涡轮高速转动，轴承易磨损，降低了长期运行的稳定性，影响使用寿命。通常涡轮流量计主要用于测量精度要求高、流量变化快的场合，还用作标定其他流量的标准仪表。
4.1.2 涡轮流量计的技术指标：
详见涡轮流量计使用说明书。
4.1.3 涡轮流量计的校验实验：
本套装置可采用容积法和使用0.5级电磁流量计对涡轮流量计进行校验，重点在于学习流量计校核的操作过程。
1、实验目的：
① 掌握流量计校验的方法。
② 熟悉校验的操作过程。
③ 验证涡轮流量计的精度等级。
2、实验设施：化工自动化仪表实验平台、实验导线、秒表。
3、实验原理：
涡轮流量计的校验方法有两种，本实验同样采用动态校验法进行流量的校验，当液体经离心泵流过涡轮流量计和电动调节阀而将流量稳定后，关闭液位水箱出水阀门，读出液位从某一高度上升至另一高度所需要的时间即可。
4、实验步骤：
① 实验之前先将储水箱中贮足水量；
② 打开对象系统仪表控制箱的单相空气开关，给所有仪表上电；
③ 智能仪表基本参数设置：Sn=15、DIP=0、dIL=0、dIH=1200、oPL=0、oPH=100；
S为水箱隔板开孔以上液位高度的水箱截面积，其大小为0.042475m2,
将校验流量值与瞬时流量值进行比较,求出涡轮流量计的精度:
5、实验报告及要求：
① 画出本实验对象系统方框图。
② 根据多组实验测试数据，计算出校验流量值。
③ 根据校验流量值与实测涡轮流量计瞬时流量值，计算并判断涡轮流量计的精度等级。