渦輪(lun)流量計dn20

渦輪流量計(ji)dn20（以下簡(jiǎn)稱TUF）是葉(yè)輪式流量（流(liu)速）計的主要(yao)品種，葉輪式(shì)流量計還有(you)風速計、水表(biao)等。TUF由傳(chuán)感器和轉換(huan)顯示儀組成(chéng)，傳感器采用(yòng)多葉片的轉(zhuan)子感受流體(ti)的平均流速(su)，從而推導出(chū)流量或總量(liang)。轉子的轉速(su)（或轉數）可用(yong)機械、磁感應(yīng)、光電方式檢(jian)出并由讀出(chū)裝置進行顯(xiǎn)示和傳送記(jì)錄。據稱美國(guo)早在1886年(nian)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(nián)開發的，它用(yong)于飛機上燃(ran)油的流量測(ce)量，隻是直⭐至(zhi)二戰後因噴(pēn)氣發動機和(he)液體噴氣燃(ran)料急需一🌈種(zhǒng)高精度、快速(sù)響應的流🍓量(liang)計才使它獲(huò)得真正的工(gong)業應用。如今(jin)，它已在石油(yóu)、化工、科研、國(guó)防、計量各部(bu)門中獲得廣(guǎng)泛應用。

渦輪(lún)流量計dn20中TUF、容積(ji)式流量計和(hé)科氏質量流(liu)量計是三類(lèi)重複性、精度(dù)佳的産🙇🏻品，而(ér)TUF又具有(you)自己的特點(diǎn)，如結構簡單(dan)、加工零部件(jian)少、重量輕、維(wéi)修方便、流通(tōng)能力大和可(ke)适應高參數(shu)等，是其他兩(liǎng)類流量🍓計是(shì)👌難以💚達到的(de)。

LWGY系(xì)列渦輪流量(liang)計是吸取了(le)國内外流量(liàng)儀表先進技(jì)術經過優化(hua)設計，具有結(jié)構簡單、輕巧(qiao)、精度高、複現(xiàn)性好、反應靈(líng)敏，安裝維護(hu)使用方便等(děng)特點的新一(yī)代渦輪流量(liàng)計，廣泛用于(yú)測量封閉管(guan)道中與不鏽(xiù)鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al₂O₃、硬質合金不(bu)起腐蝕作用(yòng)，且無纖維、顆(kē)粒等雜質，工(gong)作🏃‍♀️溫度下運(yùn)♈動粘度小于(yu)5×10^-6m²/s的液體(ti)，對于運動粘(zhān)度大于5×10^-6m²/s的液體，可對(dui)流量計進行(hang)實液标定後(hou)使用。若與具(jù)⭐有特殊📧功🈲能(néng)的顯示儀表(biǎo)配套，還可以(yi)進行定量控(kòng)制、超量報警(jing)等，是流量計(ji)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(zuò)原理

圖(tú)1所示爲(wèi)渦輪流量傳(chuán)感器結構簡(jiǎn)圖，由圖可見(jiàn)，當被測流體(ti)流過傳感器(qì)時，在流體作(zuo)用下，葉輪受(shòu)力旋❗轉，其轉(zhuǎn)速與管道平(ping)均流速成正(zhèng)比，葉輪的轉(zhuan)動周期地改(gai)🤟變磁電😄轉換(huan)器🏃🏻‍♂️的磁阻值(zhí)。檢測線圈中(zhong)的磁✏️通随之(zhī)發生周期性(xing)變化，産生周(zhou)期性的感應(ying)電勢，即電脈(mò)沖信号，經放(fang)大器🐕放大後(hòu)，送至顯示儀(yí)表顯✊示。

渦輪流量計(jì)的流量方程(cheng)可分爲兩種(zhǒng)：實用流量方(fang)程和理論流(liú)量方程。

（1） 實(shi)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(fen)别爲體積流(liú)量，m³/s，質量(liang)流量，kg/s;

f ……流(liu)量計輸出信(xin)号的頻率，Hz;

K ……流量計的(de)儀表系數，P/m³。

流量(liang)計的系數與(yu)流量（或管道(dào)雷諾數）的關(guān)系曲線如圖(tú)2所示。由(you)圖可見，儀表(biǎo)系數可分爲(wei)二段，即線性(xing)段和🈲非線性(xing)段。線性段約(yue)爲其工作段(duàn)的三分之二(èr)，其特性與傳(chuán)感器結⛱️構尺(chi)寸及🍓流體粘(zhān)性有關。在非(fei)線性段，特性(xìng)受軸承摩擦(ca)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(ya)力損失與流(liu)量近似爲平(píng)方關系。當流(liú)量超👨‍❤️‍👨過流量(liang)上*要♍注意防(fáng)止空穴現🔅象(xiang)。結構相似的(de)TUF特性曲(qǔ)線的形狀是(shi)相似的，它僅(jǐn)在系統誤差(cha)水平🌍方面有(yǒu)所不同。

圖2 渦輪(lun)流量計特性(xing)曲線

傳(chuán)感器的儀表(biǎo)系數由流量(liang)校驗裝置校(xiao)驗得出，它*不(bu)問傳感器内(nèi)部流體機理(lǐ)，把傳感器作(zuò)爲一個黑匣(xia)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(ci)轉換系數🔴（儀(yi)表系數🚶‍♀️）是有(you)條件的，其校(xiao)驗條件是參(can)考條件，如果(guo)使用時偏離(lí)此條件系✏️數(shu)将發生變化(huà)，變化的情況(kuàng)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(fāng)程

根據(jù)動量矩定理(li)可以列出葉(yè)輪的運動方(fāng)程

公式(shi)3

式中 J： 葉輪(lún)的慣性矩；

dw/dt： 葉輪(lún)的旋轉加速(sù)度；

M₁： 流體的驅動(dòng)力拒；

M₂： 粘性阻(zǔ)力矩；

M₃： 軸承摩(mo)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(li)論分析與實(shi)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(qīng)角、葉輪直徑(jìng)、

流(liú)道截面積等(děng)）有關的系數(shù)；

B： 與葉(ye)片頂隙，流體(tǐ)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(yong)于各種傳感(gan)器結構及流(liú)體工作條件(jiàn)。至今渦輪儀(yi)表特性❗的水(shuǐ)動力學特✊性(xìng)仍👅舊不很清(qing)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(shi)水動力學特(tè)性就非常複(fu)雜🏒。不能用理(li)論式推導儀(yí)表系數，儀表(biao)系數仍需由(yóu)實流校驗确(què)定✨。但🛀是理論(lùn)流量方程有(you)巨大的實用(yong)意義，它可用(yong)于指導傳感(gan)器🛀結構參數(shù)設計及現場(chang)使用條件變(biàn)化時儀表系(xì)數變化規律(lǜ)的預測和估(gu)算。

三、液體渦輪流(liú)量計傳感器(qi)産(chǎn)品特點

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

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

3. 輸出脈(mo)沖頻率信号(hao)，适于總量計(ji)量及與計算(suan)機連🤟接🤩，無零(líng)點💰漂✔️移，抗幹(gàn)擾能力強；

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

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

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

7. 适用(yòng)高壓測量，儀(yí)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(ji)爲各📞類💚型✉️傳(chuan)感器，例如低(dī)溫型、雙向型(xing)、井下型、混砂(shā)型等；

9. 可制(zhì)成插入型，适(shi)用于大口徑(jìng)測量，壓力損(sun)失小，價格🌈低(di)🍉，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(shu)性能表1

2.測(ce)量範圍及工(gong)作壓力表2

五、儀表(biao)分類

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

l 渦輪流量(liang)傳感器/變(biàn)送器

l 智(zhi)能一體化渦(wō)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(bèi)現場顯示功(gong)能，僅将流量(liàng)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(jí)成度高，體積(ji)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(yong)。

按(àn)照不同的輸(shu)出信号，該類(lèi)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(xiàn)制脈沖輸出(chu)，高電平≥8V，低(dī)電平≤0.8V；信号(hao)傳輸距離≤1000米(mi)；

儀(yi)表選型表3