渦輪(lún)流量計dn20

渦(wo)輪流量計dn20（以下簡稱TUF）是葉輪式流量(liàng)（流速）計的主要(yao)品種，葉輪式流(liu)量計還有風速(sù)計、水表等。TUF由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成(cheng)，傳感器采用多(duō)葉片的轉子感(gǎn)受流體的平均(jun)流速，從而推導(dao)出流量或總量(liàng)。轉子的轉速（或(huò)轉數）可用機械(xiè)、磁感應、光電方(fang)式檢出并由讀(dú)出裝置進行顯(xian)示和傳送記錄(lu)。據稱美國早在(zai)1886年即發布(bu)過第一個TUF專li，1914年的專(zhuān)li認爲TUF的流(liu)量與頻率有關(guan)。美國的第一台(tái)TUF是在1938年開發的，它用(yòng)于飛機上燃油(you)的流量測量，隻(zhi)是直至二👌戰後(hou)因🏃‍♀️噴氣發動機(ji)和液體噴氣燃(ran)料急需一種高(gao)精度🈚、快速響應(yīng)的流量計才使(shi)它獲得真正的(de)工業應用。如今(jin)，它已在石油、化(hua)工、科研、國防、計(jì)量各部門中獲(huò)得廣泛應❓用。

渦(wō)輪流量計dn20中TUF、容積式(shi)流量計和科氏(shi)質量流量計是(shì)三類重複性、精(jīng)☔度佳的産品，而(er)TUF又具有自(zi)己的特點，如結(jié)構簡單、加工零(ling)部件少、重量輕(qing)、維修方🌐便、流通(tong)能力大和可适(shi)應高參數等，是(shì)其他兩類流量(liàng)計是難以達到(dào)的。

LWGY系(xi)列渦輪流量計(jì)是吸取了國内(nèi)外流量儀表先(xian)進技術經♊過🏒優(yōu)化設計，具有結(jié)構簡單、輕巧、精(jing)度高、複現性⁉️好(hǎo)、反應靈敏，安裝(zhuang)維護使用方便(biàn)等特點的新🌈一(yī)代渦輪流量計(ji)，廣泛用于測量(liàng)封閉管道中與(yu)不🌂鏽鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al₂O₃、硬質合金不起(qǐ)腐蝕作用，且無(wu)纖維、顆粒等雜(zá)質，工作溫度下(xià)運動粘度小于(yú)5×10^-6m²/s的液體，對(duì)于運動粘度大(da)于5×10^-6m²/s的液體(tǐ)，可對流量計進(jìn)行實液标定後(hou)使用。若與具有(yǒu)特殊功能💜的顯(xian)示儀表配套，還(hai)可以進行定量(liàng)控制、超量報警(jǐng)等，是流量計量(liàng)和節能的理想(xiǎng)儀表。

二、液體渦(wo)輪流量計傳感(gan)器工作原(yuán)理

圖1所示爲渦輪流(liú)量傳感器結構(gou)簡圖，由圖可見(jiàn)，當被測流體流(liu)過✍️傳感器時，在(zài)流體作用下，葉(ye)輪受力旋轉，其(qi)✨轉速與管道平(píng)🔞均流速成正比(bǐ)，葉輪的轉動周(zhou)期地改變磁電(diàn)轉換器的磁阻(zu)值。檢測線圈中(zhōng)的磁通随之發(fā)生周期性變化(huà)，産生周期性的(de)感應電勢，即電(diàn)脈沖信号，經放(fang)大器放大後，送(song)至顯示儀表顯(xian)♌示。

渦輪流(liu)量計的流量方(fāng)程可分爲兩種(zhong)：實用流量方程(chéng)和理論流量方(fāng)程。

（1） 實用流量方(fang)程

q_v=f/K 公式1

q_m=qvρ 公式2

式(shi)中 q_v, q_m ……分别爲(wèi)體積流量，m³/s，質量流量，kg/s;

f ……流量計輸出信(xìn)号的頻率，Hz;

K ……流量計的儀表(biǎo)系數，P/m³。

流量計的系數(shu)與流量（或管道(dào)雷諾數）的關系(xi)曲線如圖2所示。由圖可見(jian)，儀表系數可分(fen)爲二段，即線性(xìng)段和非💃🏻線性段(duan)。線性段約爲其(qi)工作段的三分(fèn)之二，其特性與(yu)傳感器結構尺(chi)寸及流體粘性(xing)有關。在非線性(xing)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻段，特性受軸承(chéng)🏒摩擦力🌈，流體粘(zhan)性阻力影響較(jiao)大。當流量低于(yu)傳感器流量下(xia)*，儀表系數随着(zhe)流量迅速⭐變化(hua)。壓力損失與流(liú)量近似爲平方(fāng)關系。當流量超(chao)📧過流量上*要🈚注(zhu)意防止空穴現(xiàn)象。結構相似的(de)TUF特性曲線(xian)的形狀是相似(sì)的，它僅在系統(tǒng)誤差水平方面(miàn)有所不同。

圖2 渦輪流(liú)量計特性曲線(xian)

傳感器的(de)儀表系數由流(liú)量校驗裝置校(xiao)驗得出，它*不🔱問(wen)傳感🈚器内部流(liu)體機理，把傳感(gan)器作爲一個黑(hēi)🈲匣子，根據輸入(ru)（流量）和輸出（頻(pin)率脈沖信号）确(què)定其轉換系數(shu)，它便于實際應(ying)用。但要注意🔴，此(cǐ)轉換系數（儀表(biǎo)系數）是有條件(jian)的，其校驗💔條件(jian)是參考條件，如(ru)果使用時偏離(li)此條件系數将(jiang)發生變化，變化(hua)的情況視傳感(gan)器😘類型，管道安(an)裝條🔴件和流體(ti)物性參數的情(qing)況而定。

（2） 理論流(liu)量方程

根(gēn)據動量矩定理(li)可以列出葉輪(lun)的運動方程

公式3

式(shi)中 J： 葉(yè)輪的慣性矩；

dw/dt： 葉輪的(de)旋轉加速度；

M₁： 流體的(de)驅動力拒；

M₂： 粘性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhóu)承摩擦阻力矩(ju)；

M₄： 磁阻(zu)力矩。

當葉輪以恒速(su)旋轉時， 0，則M₁=M₂+M₃+M₄。經理論分析與(yu)實驗驗證可得(dé)

公式(shi)4

式中 n： 葉輪(lun)轉速；

qv： 體積(jī)流量；

A： 與流(liú)體物性（密度、粘(zhan)度等），葉輪結構(gòu)參數（葉片傾角(jiǎo)🍓、葉🐅輪直徑、

流道截面(mian)積等）有關的系(xì)數；

B： 與葉片(pian)頂隙，流體流速(su)分布有關的系(xi)數；

C： 與摩擦(ca)力矩有關的系(xì)數。

國(guo)内外學者提出(chū)許多理論流量(liàng)方程，它們适用(yòng)于各種傳感器(qì)結構及流體工(gong)作條件。至今渦(wō)輪儀表特性的(de)水動力學特性(xing)仍㊙️舊不很清楚(chu)，它與流體物性(xìng)及流動特性有(you)複雜🔞的關系。比(bǐ)如當流場有旋(xuán)渦和非對稱速(su)度分布✌️時水動(dòng)力♋學特性就☀️非(fei)常複雜。不能用(yòng)理論式推導儀(yí)表系數，儀表系(xi)數仍需由實🈲流(liu)校驗确定🥰。但是(shi)理論流量方程(chéng)有巨大的實用(yòng)意義，它可用于(yú)指導傳感器結(jie)構參數🧑🏽‍🤝‍🧑🏻設計及(jí)現場使用條件(jiàn)變化時儀表系(xi)數變化規律的(de)預測和估算。

三、液體渦輪(lun)流量計傳感器(qi)産品(pin)特點

1. 高精度，一(yi)般可達±1%R、±0.5%R，高精度(du)型可達±0.2%R；

2. 重複性(xing)好，短期重複性(xing)可達0.05%~0.2%,正是由于(yú)具有良好的重(zhong)複性，如經常校(xiao)準或在線校準(zhun)可得到*的精度(dù)，在貿易結算中(zhong)是優先選用的(de)🔅流量計；

3. 輸出脈(mo)沖頻率信号，适(shì)于總量計量及(jí)與計算機連接(jiē)，無零點漂🌈移，抗(kàng)幹擾能力強；

4. 可(kě)獲得很高的頻(pin)率信号（3~4kHz），信号分(fèn)辨力強；

5. 範圍度(dù)寬，中大口徑可(ke)達1:20，小口徑爲1:10；

6. 結(jie)構緊湊輕巧，安(ān)裝維護方便，流(liú)通能力大；

7. 适用(yòng)高壓測量，儀表(biao)表體上不必開(kai)孔，易制成高壓(yā)型儀表；

8. 型傳感(gǎn)器類型多，可根(gen)據用戶特殊需(xū)要設計爲各🏃‍♀️類(lei)型傳🌈感器，例如(rú)低溫型、雙向型(xíng)、井下型、混砂型(xíng)等；

9. 可制成插入(rù)型，适用于大口(kǒu)徑測量，壓力損(sun)失小，價格低，可(kě)不斷流取出，安(ān)裝維護方便。

四、基本(běn)參數與技術性(xing)能

1.技術性(xìng)能表1

2.測量範圍及工(gong)作壓力表2

五、儀表分類

1．按儀表功能(néng)分類，LWGY系列渦輪(lún)流量計可分爲(wei)2大類，即：

l 渦(wō)輪流量傳感器(qi)/變送器

l 智(zhì)能一體化渦輪(lún)流量計

2．功(gōng)能說明

l 渦(wo)輪流量傳感器(qi)/變送器

該類渦輪流(liú)量産品本身不(bu)具備現場顯示(shi)功能，僅将流量(liang)信号💛遠傳輸出(chū)。流量信号可分(fèn)爲脈沖信号或(huo)電流信🛀🏻号（4-20mA）；儀表(biǎo)價格低廉，集成(cheng)度高，體積小巧(qiao)，特别适用于與(yu)⛷️二次顯示儀、PLC、DCS等(deng)計算機控制系(xi)統配合使用。

按照不(bu)同的輸出信号(hao)，該類産品可分(fèn)爲LWGY-□N型(xíng)和LWGY-□A型(xing)

LWGY-□N型傳感器(qi)：12～24VDC供電，三線制脈(mo)沖輸出，高電平(píng)≥8V，低電平≤0.8V；信号傳(chuán)輸距離≤1000米；

儀表選型(xíng)表3