渦輪(lun)流量計dn20

渦輪流量計(ji)dn20（以下簡(jian)稱TUF）是葉(yè)輪式流量（流(liu)速）計的主要(yào)品種，葉輪式(shì)流量計還有(yǒu)風速計、水表(biao)等。TUF由傳(chuán)感器和轉換(huàn)顯示儀組成(chéng)，傳感器采用(yòng)多葉片🐇的轉(zhuǎn)😍子感受流體(ti)的平均流速(su)，從而推導出(chu)流量或🌈總量(liang)。轉子的轉速(sù)（或轉數）可用(yong)機械、磁感應(ying)、光電方式檢(jian)出并由讀出(chu)裝置🧡進行顯(xian)✏️示和傳送記(jì)錄。據稱美國(guó)早在1886年(nián)即發布過第(dì)一個TUF專(zhuān)li，1914年的專(zhuan)li認爲TUF的(de)流量與頻率(lǜ)有關。美國的(de)第一台TUF是在1938年(nian)開發的，它用(yòng)于飛機上燃(rán)油的流量測(ce)量，隻是直至(zhì)🏃🏻‍♂️二戰後因噴(pēn)氣發動機和(hé)液體噴氣燃(ran)料急需一🏃‍♂️種(zhong)高精度、快速(su)💁響應的流量(liàng)計才使它獲(huò)得真正的☀️工(gong)業應用。如今(jin)✉️，它已在石油(you)、化工、科研、國(guo)防、計量各部(bu)門中獲得廣(guang)泛應🐆用。

渦輪(lún)流量計dn20中TUF、容積(ji)式流量計和(he)科氏質量流(liu)量計是三類(lèi)重複性、精度(dù)🥰佳的産⚽品，而(er)TUF又具有(you)自己的特點(diǎn)，如結構簡單(dan)、加工零部件(jiàn)少、重量輕、維(wéi)修🔆方便、流通(tong)能力大和可(ke)适應高參數(shù)等，是🏒其他兩(liǎng)類流量計是(shi)難以達到的(de)。

LWGY系(xì)列渦輪流量(liàng)計是吸取了(le)國内外流量(liàng)儀表先進技(ji)術經過優化(hua)設計，具有結(jie)構簡單、輕巧(qiao)、精度高、複現(xiàn)性好、反應靈(ling)敏，安裝維護(hu)使用方便等(deng)特點的新🌈一(yi)代渦輪流量(liang)計，廣泛用于(yú)測量封閉管(guǎn)道中與不鏽(xiù)鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al₂O₃、硬質合金不(bú)起腐蝕作用(yòng)，且無纖維、顆(kē)粒等雜質，工(gōng)作溫度下運(yùn)動粘度小于(yú)5×10^-6m²/s的液體(tǐ)，對于運動粘(zhān)度大于5×10^-6m²/s的液體，可對(duì)流量計進行(hang)實液标定後(hou)使用。若與具(jù)有特殊功能(neng)㊙️的顯示儀表(biao)配套，還可以(yi)進行定量控(kòng)制、超量報警(jing)等，是流量計(jì)量和節能的(de)理想儀表。

二、液體渦輪(lún)流量計傳感(gan)器工作(zuo)原理

圖(tu)1所示爲(wei)渦輪流量傳(chuán)感器結構簡(jian)圖，由圖可見(jian)，當被🈲測流🐉體(ti)流過傳感器(qi)時，在流體作(zuo)用下，葉輪受(shòu)力旋轉，其轉(zhuǎn)速與管道平(píng)🏃均流速成正(zhèng)比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改(gǎi)變磁電轉換(huàn)器的磁阻值(zhí)。檢測線圈中(zhong)的磁通随之(zhi)發生周期性(xìng)變化，産生周(zhōu)期性的感應(ying)電勢，即電脈(mo)沖信号，經放(fang)大器放大後(hou)，送至顯示儀(yi)表顯示。

渦輪流量計(jì)的流量方程(chéng)可分爲兩種(zhong)：實用流量方(fāng)程和理🍉論流(liu)量方程。

（1） 實(shí)用流量方程(cheng)

q_v=f/K 公式1

q_m=qvρ 公式2

式中 q_v, q_m ……分(fèn)别爲體積流(liu)量，m³/s，質量(liang)流量，kg/s;

f ……流(liú)量計輸出信(xìn)号的頻率，Hz;

K ……流量計的(de)儀表系數，P/m³。

流量(liàng)計的系數與(yu)流量（或管道(dao)雷諾數）的關(guan)系曲線如圖(tú)2所示。由(yóu)圖可見，儀表(biǎo)系數可分爲(wei)二段，即線性(xìng)段和非線👣性(xing)段。線🈲性段約(yuē)爲其工作段(duan)的三分之二(èr)，其特性與傳(chuán)感器結構尺(chi)寸及流體粘(zhan)性有關。在非(fēi)線性段，特性(xìng)受軸承摩擦(cā)力，流體粘性(xìng)阻力影響較(jiào)大。當流量低(di)于傳感器流(liu)量下*，儀表系(xi)數随着流量(liang)迅速變化。壓(yā)力損失與流(liu)量近似爲平(ping)方關系。當流(liú)量超過流量(liàng)上*要注意防(fang)止空穴現象(xiang)。結構相似的(de)TUF特性曲(qu)線的形狀是(shì)相似的，它僅(jin)在系統誤差(chà)水平方面有(you)所♌不同。

圖2 渦輪(lun)流量計特性(xìng)曲線

傳(chuan)感器的儀表(biǎo)系數由流量(liang)校驗裝置校(xiao)驗得出，它*不(bú)問傳感器内(nei)部流體機理(lǐ)，把傳感器作(zuò)爲一個黑匣(xiá)子，根據輸入(ru)（流量）和輸出(chū)（頻率脈沖信(xin)号）确定其轉(zhuan)換系⭕數，它便(bian)于實際✔️應用(yòng)。但要注意，此(cǐ)轉換系數（儀(yí)表系數）是有(yǒu)條件的，其校(xiào)驗㊙️條件是參(can)考條件，如🈲果(guǒ)使用時偏離(lí)此條件系數(shu)将發生變化(hua)，變化的情🈲況(kuang)視傳感器類(lei)型，管道安裝(zhuang)條✂️件和流體(ti)物性參數的(de)情況而定。

（2） 理論流量方(fang)程

根據(jù)動量矩定理(lǐ)可以列出葉(ye)輪的運動方(fāng)程

公式(shi)3

式中 J： 葉輪(lun)的慣性矩；

dw/dt： 葉輪(lun)的旋轉加速(su)度；

M₁： 流體的驅動(dong)力拒；

M₂： 粘性阻(zǔ)力矩；

M₃： 軸承摩(mó)擦阻力矩；

M₄： 磁(ci)阻力矩。

當葉輪(lun)以恒速旋轉(zhuan)時， 0，則M₁=M₂+M₃+M₄。經理(lǐ)論分析與實(shí)驗驗證可得(de)

公(gōng)式4

式中 n： 葉輪轉(zhuǎn)速；

qv： 體(ti)積流量；

A： 與流體物(wù)性（密度、粘度(du)等），葉輪結構(gòu)參數（葉片傾(qing)角、葉輪直徑(jìng)、

流(liu)道截面積等(deng)）有關的系數(shu)；

B： 與葉(yè)片頂隙，流體(ti)流速分布有(you)關的系數；

C： 與摩擦(ca)力矩有關的(de)系數。

國内外學(xue)者提出許多(duō)理論流量方(fang)程，它們适用(yòng)于各種傳🌈感(gan)器結構及流(liú)體工作條件(jiàn)。至今渦輪儀(yí)表特性☂️的水(shuǐ)🌈動力學特性(xing)仍舊不很清(qīng)楚，它與流體(tǐ)物性及流動(dòng)特性有複雜(zá)的關系。比如(rú)當流場有旋(xuan)渦和非對稱(cheng)速度分布👌時(shí)水動力學特(tè)性就非常複(fú)雜。不能用理(lǐ)論式推導儀(yí)表系數，儀表(biao)系數仍需由(you)實♉流校驗确(què)定。但是理論(lùn)流量方程有(yǒu)巨大的實㊙️用(yòng)意義，它可用(yòng)🔅于指導傳感(gǎn)器結構參數(shu)設計及現場(chang)使用條件變(bian)化時儀表🈲系(xì)數變化規律(lü)的預測和估(gu)算。

三、液體渦輪流(liu)量計傳感器(qi)産(chan)品特點

1. 高(gao)精度，一般可(kě)達±1%R、±0.5%R，高精(jing)度型可達±0.2%R；

2. 重複性好(hǎo)，短期重複性(xing)可達0.05%~0.2%,正是(shì)由于具有良(liang)好的重複性(xìng)，如經常校準(zhun)或在線校準(zhǔn)可得到*的精(jing)度，在貿易結(jié)算中是優先(xiān)選用的流量(liàng)💛計；

3. 輸出脈(mò)沖頻率信号(hào)，适于總量計(ji)量及與計算(suan)機連接，無🐪零(líng)點‼️漂移，抗幹(gan)擾能力強；

4. 可獲得很高(gao)的頻率信号(hào)（3~4kHz），信号分辨(biàn)力強；

5. 範圍(wei)度寬，中大口(kou)徑可達1:20，小(xiǎo)口徑爲1:10；

6. 結構緊湊輕(qīng)巧，安裝維護(hù)方便，流通能(neng)力大；

7. 适用(yong)高壓測量，儀(yi)表表體上不(bú)必開孔，易制(zhì)成高壓型儀(yi)表；

8. 型傳感(gǎn)器類型多，可(ke)根據用戶特(tè)殊需要設計(jì)爲各類型傳(chuán)感器，例如低(di)溫型、雙向型(xing)、井下型、混砂(sha)型等；

9. 可制(zhì)成插入型，适(shì)用于大口徑(jìng)測量，壓力損(sǔn)失小，價🐕格♻️低(dī)㊙️，可不斷流取(qǔ)出，安裝維護(hù)方便。

四、基本參(cān)數與技術性(xing)能

1.技術(shù)性能表1

2.測(cè)量範圍及工(gōng)作壓力表2

五、儀表(biǎo)分類

1．按(an)儀表功能分(fèn)類，LWGY系列渦輪(lún)流量計可分(fen)爲2大類，即：

l 渦輪流量(liàng)傳感器/變(bian)送器

l 智(zhi)能一體化渦(wo)輪流量計

2．功能說明(míng)

l 渦輪流(liú)量傳感器/變送器

該類渦(wō)輪流量産品(pǐn)本身不具備(bei)現場顯示功(gong)能，僅将流💋量(liang)信号遠傳輸(shū)出。流量信号(hao)可分爲脈沖(chòng)信号🔞或電流(liú)信⭐号（4-20mA）；儀表(biao)價格低廉，集(ji)成度高，體積(jī)小巧，特别适(shì)用于與二次(ci)顯🏃🏻示儀、PLC、DCS等計(ji)算機控制系(xi)統配合使用(yòng)。

按(àn)照不同的輸(shu)出信号，該類(lei)産品可分爲(wei)LWGY-□N型和LWGY-□A型

LWGY-□N型傳感器：12～24VDC供電，三線(xian)制脈沖輸出(chū)，高電平≥8V，低(dī)電平≤0.8V；信号(hào)傳輸距離≤1000米(mi)；

儀(yi)表選型表3