一、概 述
HTL系列渦輪流量計（以下簡稱TUF）是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風速計、水表等。TUF由傳感器和轉換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉子感受流體的平均流速，從而推導出流量或總量。轉子的轉整（或轉數） 可用機械、磁感應、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄，在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應用。
傳感器與顯示儀表配套使用，適用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質的液體。若與具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制、超量報警等。選用本產品的防爆型式(ExdIIBT6),可在有爆炸危險的環境中使用。
傳感器適用于在工作溫度下粘度小于5×10-6m2/s的介質，對于粘度大于5×10-6m2/s的液體，要對傳感器進行實液標定后使用。
二、工作原理
流體流經傳感器殼體，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動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉，在力矩平衡后轉速穩定，在一定的條件下，轉速與流速成正比，由于葉片有導磁性，它處于信號檢測器（由磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量或總量。在一定的流量范圍內，脈沖頻率f與流經傳感器的流體的瞬時流量Q成正比，流量方程為：
式中：
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數[1/m3]，由校驗單給出。
Q——流體的瞬時流量（工作狀態下）[m3/h]
3600——秒時換算系數
每臺傳感器的儀表系數由制造廠填寫在檢定證書中，k值設入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時流量和累積總量。
三、產品特點
1.高準確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；
2.重復性好，短期重復性可達0.05%~0.2%，正是由于具有良好的重復性，如經常校準或在線校準可得到*的準確度，在貿易結算中是優先選用的流量計；
3.就地顯示，瞬時流量和累積流量
4.輸出脈沖頻率信號，4-20mA，485通訊
5.可獲得很高的頻率信號，信號分辨力強；
6.范圍度寬，中大口徑可達1：20，小口徑為1：10；
7.結構緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；
8.適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；
9.專用型傳感器類型多，可根據用戶特殊需要設計為各類專用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等；
10.可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便；
四、技術規格
1、基本參數
2、口徑流量對照表
3、材質選型
五、外形尺寸
六、選型
七、安裝示意圖
渦輪流量計典型安裝管路系統圖（見圖1）
八、管道安裝注意事項
1 傳感器應安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。
2 水平安裝傳感器要求管道不應有目測可察覺的傾斜（一般在 5°以內），垂直安裝傳感器管道垂直度偏差亦應小于 5°。在不能停流的場所，應裝旁通管和可靠的截止閥（見 圖 1），測量時要確保旁通管無泄漏。
3 在新鋪設管道裝傳感器的位置先接入一段短管代替傳感器，待“掃線”工作完畢，確認管道內清掃干凈后，再正式接入傳感器。
4 若流體含雜質，則應在傳感器上游側裝過濾器，管道內應定期清理排放沉淀雜質；若被測液體含有氣體，則應在傳感器上游側裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場所。
5 若傳感器安裝位置位于管線的低點，為防止流體中雜質沉淀滯留，應在其后的管線裝排放閥，定期排放沉淀雜質。
6 傳感器安裝在室外時，應有避免直射陽光和防止雨淋的措施。
安裝直管段的要求：直管段長度渦輪流量計對管道內流速分布畸變及旋轉流是敏感的，進入傳感器應為充分發展湍流，因此要根據傳感器上游側阻流件類型配備必要的直管段或或整流器，要求入口段和出口段直管段長度。
若上游側阻流件情況不明確，一般推薦上游直管段長度不小于20D，下游直管段長度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安 裝流調整器。傳感器安裝在室外時，應有避直射陽光和防雨淋的措施。
功能：
1）0.8～3KHz等精度測頻；
2）4-20mA輸出；
3）上下限報警輸出，其監控的參數、高低報警和電平輸出方式可根據需要設 置；
4）三路12位AD輸入（溫度、壓力、電池電壓）；
5）0～1000Hz頻率輸出；
6）累積流量可記錄。
7）整機平均功耗450μA。
九、使用注意事項
1.現場安裝、維護必須遵守“有爆炸性氣體時勿開蓋”的警告語，并在開蓋前關掉外電源。
2.管道安裝完畢進行密封性試壓時，應注意流量計壓力傳感器所能承受的壓力，以免損壞壓力傳感器。
3.投入運行時，應緩慢開啟流量計上、下游閥門，以免瞬間氣流過急而損壞儀表和管路。
4.當流量計需要有信號遠傳時，應嚴格按三、四“電氣性能指標”要求接入外電源24VDC，嚴禁在信號輸入口直接接入220VAC或380VAC電源。
5.用戶不得自行更改防爆系統的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭；
6.流量計運行時，不允許打開前蓋改動儀表參數，否則影響流量計的正常工作；
7.不得隨意松開流量計固定部分。
8.產品在室外使用時，建議加配防水罩。
9.投入動行的啟閉順序
未裝旁路管的流量傳感器，先以中等開度開啟流量傳感器上游閥，然后緩慢開啟下游閥。以較小流量運行一段時間（如 10 分鐘），然后全開上游閥，再開大下游閥開度，調節到所需正常流量。裝有旁路管的流量傳感器，先全開旁路管閥，以中等開度開啟上游閥，緩慢開啟下游閥，關小旁路閥開度，使儀表以較小流量運行一段時間。然后全開上游閥，全關旁路閥（要保證無泄漏），最后調節下游開度到所需的流量。
10.低溫和高溫流體的啟用
低溫流體管道在通流前排凈管道中的水分，通流時先以很小流量運行15分鐘，再漸漸升高至正常流量。停流時也要緩慢進行，使管道溫度和環境溫度逐漸接近。高溫流體運行與此相類似。
11. 啟閉閥應盡可能平緩，如采用自動控制啟閉，用“兩段開啟，兩段關閉”方式， 防止流體突然沖擊葉輪甚至發生水錘現象損壞葉輪。
12. 檢查流量傳感器下游壓力。當管道壓力不高，在投入運行初期觀察流量下傳感器下游壓力是否大于公式 5 計算的 Pmin，否則應采取措施以防止產生氣穴。流量傳感器的儀表系數是經過標準裝置校驗后，供給用戶校驗單上寫明的，謹防丟失。傳感器長期使用因軸承磨損等原因，儀表系數會發生變化，應定期進行離線或在線校驗。若流量超出允許范圍，應更換傳感器。
13. 有些測量對象，如輸送成器油管線更換油品或停用時，需定期進行掃線清管工作。掃線清管所用流體的流向、流量、壓力和溫度等均應符合渦輪流量計的，否則會引起準確度降低甚至損壞。
14.為保證流量計長期正常工作，要加強儀表的運行檢查，一旦發現異常及時采取措施排除。監測葉輪旋轉情況，如聽到異常聲音，用示波器監測檢測線圈輸出波形，如有異常波形，應及時卸下檢查傳感器內部零件。如懷疑有不正常現象應及時檢查。保持過濾器暢通，過濾器可從出入口壓力計的壓差來判斷是否堵塞。要定期排放消氣器中從液體逸出的氣體等等。
十一、常見故障及處理方法
HTL系列渦輪流量計（以下簡稱TUF）是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風速計、水表等。TUF由傳感器和轉換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉子感受流體的平均流速，從而推導出流量或總量。轉子的轉整（或轉數） 可用機械、磁感應、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄，在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應用。
傳感器與顯示儀表配套使用，適用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質的液體。若與具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制、超量報警等。選用本產品的防爆型式(ExdIIBT6),可在有爆炸危險的環境中使用。
傳感器適用于在工作溫度下粘度小于5×10-6m2/s的介質，對于粘度大于5×10-6m2/s的液體，要對傳感器進行實液標定后使用。
二、工作原理
流體流經傳感器殼體，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動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉，在力矩平衡后轉速穩定，在一定的條件下，轉速與流速成正比，由于葉片有導磁性，它處于信號檢測器（由磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應出電脈沖信號，此信號經過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波，可遠傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量或總量。在一定的流量范圍內，脈沖頻率f與流經傳感器的流體的瞬時流量Q成正比，流量方程為：
式中：
f——脈沖頻率[Hz]
k——傳感器的儀表系數[1/m3]，由校驗單給出。
Q——流體的瞬時流量（工作狀態下）[m3/h]
3600——秒時換算系數
每臺傳感器的儀表系數由制造廠填寫在檢定證書中，k值設入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時流量和累積總量。
三、產品特點
1.高準確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；
2.重復性好，短期重復性可達0.05%~0.2%，正是由于具有良好的重復性，如經常校準或在線校準可得到*的準確度，在貿易結算中是優先選用的流量計；
3.就地顯示，瞬時流量和累積流量
4.輸出脈沖頻率信號，4-20mA，485通訊
5.可獲得很高的頻率信號，信號分辨力強；
6.范圍度寬，中大口徑可達1：20，小口徑為1：10；
7.結構緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；
8.適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；
9.專用型傳感器類型多，可根據用戶特殊需要設計為各類專用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等；
10.可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便；
四、技術規格
1、基本參數
| 測量介質 | 無雜質、無強烈腐蝕性、低粘度液體 |
| 儀表口徑 | DN4~DN200 |
| 精度等級 | ±1%、±0.5% |
| 量程比 | 1：10；1：15；1：20 |
| 葉輪材質 | 硬質合金鋼YG8 |
| 儀表材質 | 304不銹鋼、316L不銹鋼等 |
| 被測介質溫度（℃） | -20~+110℃ |
| 環境條件 | 溫度-10~+55℃，相對濕度5%~90%，大氣壓力86~106KPa |
| 輸出信號 | 脈沖頻率信號 |
| 兩線制4-20mA電流信號 | |
| 485通訊 | |
| 供電電源 | 24VDC、3.6V鋰電池 |
| 傳輸距離 | ≤1000m |
| 信號線接口 | 基本型：赫斯曼接頭，防爆型：內螺紋M20*1.5 |
| 防爆等級 | 基本型：非防爆產品，防爆型：ExdIICT6 Gb |
| 防護等級 | IP65 |
| 儀表口徑 （mm） | 正常流量范圍 （m³/h） | 擴展流量范圍 （m³/h） | 儀表口徑 （mm） | 正常流量范圍 （m³/h） | 擴展流量范圍 （m³/h） |
| DN4 | 0.04~0.25 | 0.04~0.4 | DN50 | 4~40 | 2~40 |
| DN6 | 0.1~0.6 | 0.06~0.6 | DN65 | 7~70 | 4~70 |
| DN10 | 0.2~1.2 | 0.15~1.5 | DN80 | 10~100 | 5~100 |
| DN15 | 0.6~6 | 0.4~8 | DN100 | 20~200 | 10~200 |
| DN20 | 0.8~8 | 0.45~9 | DN125 | 25~250 | 13~250 |
| DN25 | 1~10 | 0.5~10 | DN150 | 30~300 | 15~300 |
| DN32 | 1.5~15 | 0.8~15 | DN200 | 80~800 | 40~800 |
| DN40 | 2~20 | 1~20 |
| 連接方式 | 材質(常規型） | 材質（特殊型） | ||||
| 法蘭連接式 | 表體 | 304不銹鋼 | 法蘭 | 304不銹鋼 | 法蘭 | 316 |
| 導流體 | 表體/導流體 | 316 | ||||
| 卡簧 | 葉輪 | YG8合金鋼 | 葉輪 | 雙相鋼 | ||
| 涂氟特龍 | ||||||
| 螺紋連接式 | 直管段 | 304不銹鋼 | 表體 | 304不銹鋼 | 表體 | 316 |
| 導流體 | 螺母 | 導流體 | 316 | |||
| 卡簧 | 葉輪 | YG8合金鋼 | 葉輪 | 雙相鋼 | ||
| 涂氟特龍 | ||||||
| 卡箍連接式 | 導流體 | 304不銹鋼 | 表體 | 304不銹鋼 | 表體 | 316 |
| 卡簧 | 葉輪 | YG8合金鋼 | 葉輪 | 雙相鋼 | ||
| 涂氟特龍 | ||||||
六、選型
| 型號 | 通徑 | ||||
| HTL-XXX | DN4-200 | ||||
| 代號 | 安裝方式 | ||||
| A1 A2 A3 | 法蘭式 螺紋式 卡箍式 | ||||
| 代號 | 被測介質 | ||||
| B1 B2 | 液體 氣體 | ||||
| 代號 | 儀表材質 | ||||
| C1 C2 C3 | 304 316 其他 | ||||
| 代號 | 精度等級 | ||||
| E1 E2 | 0.5級 1級 | ||||
| 代號 | 信號輸出 | ||||
| F1 F2 F3 | 4－20Ma(兩線制) 脈沖頻率 RS485通訊 | ||||
| 代號 | 溫壓補償 | ||||
| N Y | 無溫壓補償 有溫壓補償 | ||||
| 代號 | 溫度 | ||||
| T1 T2 | 常溫型 高溫型 | ||||
| 代號 | 供電電源 | ||||
| D1 D2 | 3.6V鋰電池供電 DC24V電源供電 | ||||
| 代號 | 防護等級 | ||||
| U1 U3 | IP65無防爆 IP65有防爆 | ||||
七、安裝示意圖
渦輪流量計典型安裝管路系統圖（見圖1）
八、管道安裝注意事項
1 傳感器應安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。
2 水平安裝傳感器要求管道不應有目測可察覺的傾斜（一般在 5°以內），垂直安裝傳感器管道垂直度偏差亦應小于 5°。在不能停流的場所，應裝旁通管和可靠的截止閥（見 圖 1），測量時要確保旁通管無泄漏。
3 在新鋪設管道裝傳感器的位置先接入一段短管代替傳感器，待“掃線”工作完畢，確認管道內清掃干凈后，再正式接入傳感器。
4 若流體含雜質，則應在傳感器上游側裝過濾器，管道內應定期清理排放沉淀雜質；若被測液體含有氣體，則應在傳感器上游側裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場所。
5 若傳感器安裝位置位于管線的低點，為防止流體中雜質沉淀滯留，應在其后的管線裝排放閥，定期排放沉淀雜質。
6 傳感器安裝在室外時，應有避免直射陽光和防止雨淋的措施。
安裝直管段的要求：直管段長度渦輪流量計對管道內流速分布畸變及旋轉流是敏感的，進入傳感器應為充分發展湍流，因此要根據傳感器上游側阻流件類型配備必要的直管段或或整流器，要求入口段和出口段直管段長度。
若上游側阻流件情況不明確，一般推薦上游直管段長度不小于20D，下游直管段長度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安 裝流調整器。傳感器安裝在室外時，應有避直射陽光和防雨淋的措施。
功能：
1）0.8～3KHz等精度測頻；
2）4-20mA輸出；
3）上下限報警輸出，其監控的參數、高低報警和電平輸出方式可根據需要設 置；
4）三路12位AD輸入（溫度、壓力、電池電壓）；
5）0～1000Hz頻率輸出；
6）累積流量可記錄。
7）整機平均功耗450μA。
九、使用注意事項
1.現場安裝、維護必須遵守“有爆炸性氣體時勿開蓋”的警告語，并在開蓋前關掉外電源。
2.管道安裝完畢進行密封性試壓時，應注意流量計壓力傳感器所能承受的壓力，以免損壞壓力傳感器。
3.投入運行時，應緩慢開啟流量計上、下游閥門，以免瞬間氣流過急而損壞儀表和管路。
4.當流量計需要有信號遠傳時，應嚴格按三、四“電氣性能指標”要求接入外電源24VDC，嚴禁在信號輸入口直接接入220VAC或380VAC電源。
5.用戶不得自行更改防爆系統的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭；
6.流量計運行時，不允許打開前蓋改動儀表參數，否則影響流量計的正常工作；
7.不得隨意松開流量計固定部分。
8.產品在室外使用時，建議加配防水罩。
9.投入動行的啟閉順序
未裝旁路管的流量傳感器，先以中等開度開啟流量傳感器上游閥，然后緩慢開啟下游閥。以較小流量運行一段時間（如 10 分鐘），然后全開上游閥，再開大下游閥開度，調節到所需正常流量。裝有旁路管的流量傳感器，先全開旁路管閥，以中等開度開啟上游閥，緩慢開啟下游閥，關小旁路閥開度，使儀表以較小流量運行一段時間。然后全開上游閥，全關旁路閥（要保證無泄漏），最后調節下游開度到所需的流量。
10.低溫和高溫流體的啟用
低溫流體管道在通流前排凈管道中的水分，通流時先以很小流量運行15分鐘，再漸漸升高至正常流量。停流時也要緩慢進行，使管道溫度和環境溫度逐漸接近。高溫流體運行與此相類似。
11. 啟閉閥應盡可能平緩，如采用自動控制啟閉，用“兩段開啟，兩段關閉”方式， 防止流體突然沖擊葉輪甚至發生水錘現象損壞葉輪。
12. 檢查流量傳感器下游壓力。當管道壓力不高，在投入運行初期觀察流量下傳感器下游壓力是否大于公式 5 計算的 Pmin，否則應采取措施以防止產生氣穴。流量傳感器的儀表系數是經過標準裝置校驗后，供給用戶校驗單上寫明的，謹防丟失。傳感器長期使用因軸承磨損等原因，儀表系數會發生變化，應定期進行離線或在線校驗。若流量超出允許范圍，應更換傳感器。
13. 有些測量對象，如輸送成器油管線更換油品或停用時，需定期進行掃線清管工作。掃線清管所用流體的流向、流量、壓力和溫度等均應符合渦輪流量計的，否則會引起準確度降低甚至損壞。
14.為保證流量計長期正常工作，要加強儀表的運行檢查，一旦發現異常及時采取措施排除。監測葉輪旋轉情況，如聽到異常聲音，用示波器監測檢測線圈輸出波形，如有異常波形，應及時卸下檢查傳感器內部零件。如懷疑有不正常現象應及時檢查。保持過濾器暢通，過濾器可從出入口壓力計的壓差來判斷是否堵塞。要定期排放消氣器中從液體逸出的氣體等等。
十一、常見故障及處理方法
| 故障現象 | 可能原因 | 消除方法 |
| 流體正常流動時無顯示，總量計數器字數不增加 | 1）檢查電源線、保險絲、功能選擇開關和信號線有無斷路或接觸不良 2）檢查顯示儀內部印刷版，接觸件等有無接觸不良 3）檢查檢測線圈 4）檢查傳感器內部故障，上述1）~3）項檢查均確認正常或已排除故障，但扔存在故障現象，說明故障在傳感器流通通道內部，可檢查葉輪是否碰傳感器內壁，有無異物卡住，軸或軸承有無雜物卡住或斷裂現象 | 1）用歐姆表排查故障點 2）印刷版故障檢查可采用替換“備用版”法，換下故障版再作仔細檢查 3）做好檢測線圈在傳感器表體上位置標記，旋下檢測頭，用鐵片在檢測頭下快速移動，若計數器字數不增加，則應檢查圈有無斷線和焊點脫焊 4）去除異物，并清洗或更換損零件，復原后氣吹或手撥動葉輪，應無摩擦聲，更換軸承等零件后應重新校驗，求得新的儀表系數 |
| 流體不流動，流量顯示不為零，或顯示值不穩 | 1）傳輸線屏蔽接地不良，外界干擾信號混入顯示儀輸入端 2）管道振動，葉輪隨之抖動，產生誤信號 3）截止閥關閉不嚴泄露所致，實際上儀表顯示泄露 4）顯示儀內部線路板之間或電子元件變質損壞產生的干擾 | 1）檢查屏蔽層，顯示儀端子是否良好接地 2）加固管線，或在傳感器前后加裝支架防止振動 3）檢修或更換閥 4）采取“短路法”或逐項逐個檢查，判斷干擾源，查出故障點 |
| 顯示儀示值與經驗評估值差異顯著 | 1）傳感器流通通道內部故障如受流體腐蝕，磨損，雜物阻礙使葉輪旋轉失常，儀表系數變化葉片受腐蝕或沖擊，頂端變形，影響正常切割磁力線，檢測線圈輸出信號失常，儀表系數這化；流體溫度過高或過低，軸與軸承膨脹或收縮，間隙變化過大導致葉輪旋轉失常，儀表系數變化 2）傳感器背壓不足，出現氣穴，影響葉輪旋轉 3）管道流動方面的原因，如未裝止回閥出現逆向流動，旁通閥未關嚴，有泄漏傳感器上游出現較大流速分布畸變（如因上游閥未全開引起的）或出現脈運液體受溫度引起的粘度變化較大等 4）顯示儀內部故障 5）監測器中永磁材料元件時效失磁，磁性減弱到一定程度也會影響測量值 6）傳感器流過的實際流量已超出該傳感器規定的流量范圍 | 1）~4）查出故障原因，針對具體原因尋找對策 5）更換元件 6）更換合適的傳感器 |
| 未作減小流量操作，但流量顯示卻逐漸下降 | 按下列順序檢查： 1）過濾器是否堵塞，若過濾器壓差增大，說明雜物已堵塞 2）流量傳感器管段上的閥門出現閥芯松動，閥門開度自動減少 3）傳感器葉輪受雜物阻礙或軸承間隙進入異物，阻力增加而速度減慢 | 1）清除過濾器 2）從閥門手輪是否調節有效判斷，確認后再修理或更換 3）卸下傳感器清除，必要時重新校驗 |
