渦輪(lún)流量計(ji)dn20

渦(wō)輪流量(liàng)計dn20（以下簡(jiǎn)稱TUF）是葉輪(lún)式流量(liàng)（流速）計(jì)的主要(yao)品種，葉(ye)輪式流(liú)量計☀️還(hai)有風速(sù)計、水表(biao)等。TUF由傳感(gan)器和轉(zhuan)換顯示(shì)儀組成(chéng)，傳感器(qi)采用多(duo)葉片的(de)轉子感(gǎn)受流體(ti)的平均(jun)流速，從(cóng)而推導(dǎo)出流量(liàng)或㊙️總量(liàng)。轉子的(de)轉速（或(huo)轉數）可(ke)用機械(xie)、磁感應(yīng)、光電方(fang)🈲式檢出(chu)并由讀(dú)出裝置(zhi)進行顯(xiǎn)示和傳(chuan)送記錄(lù)。據稱美(měi)國早在(zài)1886年(nian)即發布(bu)過第一(yī)個TUF專li，1914年的專(zhuān)li認爲TUF的流(liu)量與頻(pin)率有關(guan)。美國的(de)第一台(tái)TUF是(shì)在1938年開發(fa)的，它用(yong)于飛機(jī)上燃油(you)的流量(liang)測量，隻(zhi)是直至(zhì)二戰後(hou)因噴氣(qì)發動機(ji)和液體(ti)噴氣燃(ran)料急需(xu)一☁️種高(gao)精度、快(kuai)速響應(yīng)的流🌈量(liàng)計才使(shi)它獲得(de)真正的(de)工業應(yīng)用。如今(jin)，它已在(zài)石油、化(hua)工、科研(yan)、國防、計(ji)量各部(bù)門中獲(huò)得廣泛(fan)應用。

渦(wō)輪流量(liàng)計dn20中TUF、容積式(shì)流量計(ji)和科氏(shì)質量流(liú)量計是(shì)三類重(zhòng)複性、精(jīng)度佳的(de)♻️産品，而(er)TUF又(yòu)具有自(zì)己的特(tè)點，如結(jié)構簡單(dan)、加工零(ling)部件少(shǎo)、重量輕(qīng)、維🐆修方(fāng)便、流通(tōng)能力大(da)和可适(shì)應高參(cān)數等，是(shì)其他兩(liang)類流量(liàng)計是難(nan)以達到(dào)的。

LWGY系(xi)列渦輪(lun)流量計(ji)是吸取(qǔ)了國内(nei)外流量(liang)儀表先(xiān)進技術(shu)經✉️過㊙️優(you)🌈化設計(jì)，具有結(jie)構簡單(dān)、輕巧、精(jīng)度高、複(fu)💁現性好(hao)、反💁應靈(ling)敏，安裝(zhuāng)維護使(shǐ)用方便(biàn)等特點(diǎn)的新一(yi)代渦輪(lun)流量計(ji)，廣泛用(yong)于測㊙️量(liàng)封閉管(guǎn)道中與(yu)不鏽鋼(gāng)1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛(gang)玉Al₂O₃、硬質合(hé)金不起(qi)腐蝕作(zuo)用，且無(wú)纖維、顆(kē)粒等雜(zá)質，工作(zuo)溫度💁下(xià)運🏃🏻動粘(zhān)度小于(yú)5×10^-6m²/s的(de)液體，對(duì)于運動(dong)粘度大(dà)于5×10^-6m²/s的液體(ti)，可對流(liu)量計進(jin)行實液(ye)标定後(hou)使用。若(ruò)與具有(you)特殊功(gōng)能的顯(xian)示儀表(biao)配套，還(hái)可以進(jin)行定量(liang)控制、超(chao)🥵量報警(jǐng)等，是流(liu)量計量(liàng)和節能(neng)的理想(xiǎng)儀表。

二、液體渦(wō)輪流量(liang)計傳感(gan)器工作原(yuán)理

圖1所示爲(wei)渦輪流(liu)量傳感(gǎn)器結構(gòu)簡圖，由(yóu)圖可見(jian)，當被測(ce)流體流(liú)過傳感(gǎn)器時，在(zài)流體作(zuò)用下，葉(yè)輪受力(lì)旋轉，其(qí)轉速與(yǔ)管道平(ping)均流速(sù)成正比(bǐ)，葉輪的(de)轉動周(zhōu)期地改(gǎi)變磁電(diàn)轉換器(qì)💋的磁阻(zǔ)值。檢測(ce)線圈中(zhōng)的磁🔞通(tong)随之發(fa)生周期(qi)性🏃變化(huà)，産生周(zhou)期性的(de)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻感應電(dian)勢🥵，即電(dian)脈沖信(xin)号，經放(fang)大器放(fàng)大後，送(sòng)至顯示(shi)儀表顯(xian)示。

渦輪流(liú)量計的(de)流量方(fāng)程可分(fen)爲兩種(zhong)：實用流(liú)量方程(chéng)和理論(lun)流量方(fang)程。

（1） 實用(yòng)流量方(fāng)程

q_v=f/K 公式1

q_m=qvρ 公式(shì)2

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

f ……流量計(jì)輸出信(xin)号的頻(pin)率，Hz;

K ……流量計(jì)的儀表(biǎo)系數，P/m³。

流量計(jì)的系數(shù)與流量(liang)（或管道(dào)雷諾數(shù)）的關系(xì)曲線如(rú)圖2所示。由(yóu)圖可見(jian)，儀表系(xi)數可分(fen)爲二段(duàn)，即線性(xing)段和非(fēi)線性段(duàn)。線性段(duan)約爲其(qi)工作段(duan)的三分(fen)之二，其(qi)特性與(yu)傳感器(qì)結構尺(chǐ)寸及流(liú)體粘性(xing)有關。在(zài)非線性(xing)🔅段，特性(xìng)🔞受軸承(chéng)摩擦力(li)🚶‍♀️，流體粘(zhān)✉️性阻力(lì)影響較(jiào)大。當流(liu)量低于(yú)傳感器(qi)流量下(xia)*，儀表系(xì)數随着(zhe)流量迅(xun)速🙇‍♀️變化(huà)。壓力損(sǔn)失與流(liú)量近☀️似(sì)爲平方(fang)關系。當(dāng)流量超(chāo)過流量(liàng)上*要注(zhù)意防止(zhi)空穴現(xiàn)象。結構(gòu)相似的(de)TUF特(te)性曲線(xian)的形狀(zhuàng)是相似(si)的，它僅(jin)在系統(tǒng)誤差水(shui)平方面(miàn)有所不(bu)同。

圖2 渦輪流(liú)量計特(te)性曲線(xian)

傳(chuan)感器的(de)儀表系(xì)數由流(liu)量校驗(yan)裝置校(xiao)驗得出(chu)，它*不✂️問(wen)傳🔴感器(qì)内部流(liú)體機理(li)，把傳感(gǎn)器作爲(wei)一個黑(hēi)匣子，根(gēn)據輸入(rù)（流量）和(he)輸出（頻(pin)率脈沖(chong)信号）确(que)定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于(yu)實際🔴應(yīng)用。但要(yào)注意，此(cǐ)轉換系(xì)數（儀表(biǎo)系數🔞）是(shì)有條件(jian)的，其校(xiào)驗條件(jian)是參考(kao)條件，如(rú)🌈果使用(yòng)時偏離(lí)此條件(jian)系數将(jiang)發生變(bian)🏒化，變化(huà)的情況(kuang)視傳感(gan)器📱類型(xing)，管道安(ān)裝條件(jiàn)和流體(ti)物性🥵參(cān)數的情(qíng)況而定(dìng)。

（2） 理論流(liú)量方程(chéng)

根(gen)據動量(liang)矩定理(li)可以列(lie)出葉輪(lun)的運動(dong)方程

公式(shi)3

式(shì)中 J： 葉(ye)輪的慣(guàn)性矩；

dw/dt： 葉輪的(de)旋轉加(jia)速度；

M₁： 流體的(de)驅動力(li)拒；

M₂： 粘(zhan)性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhóu)承摩擦(ca)阻力矩(jǔ)；

M₄： 磁阻(zǔ)力矩。

當葉輪(lún)以恒速(sù)旋轉時(shí)， 0，則M₁=M₂+M₃+M₄。經理論(lun)分析與(yu)實驗驗(yan)證可得(dé)

公式(shì)4

式中 n： 葉輪(lún)轉速；

qv： 體積(jī)流量；

A： 與流(liu)體物性(xing)（密度、粘(zhan)度等），葉(yè)輪結構(gòu)參數（葉(yè)片傾角(jiao)、葉輪🈲直(zhí)徑、

流(liu)道截面(mian)積等）有(you)關的系(xì)數；

B： 與葉片(pian)頂隙，流(liu)體流速(sù)分布有(yǒu)關的系(xi)數；

C： 與摩擦(cā)力矩有(yǒu)關的系(xì)數。

國(guo)内外學(xue)者提出(chu)許多理(li)論流量(liang)方程，它(tā)們适用(yong)于各種(zhǒng)傳感器(qi)結構及(jí)流體工(gōng)作條件(jian)。至今渦(wo)輪儀表(biǎo)特性的(de)水動力(lì)✨學特性(xìng)仍👄舊不(bú)很清楚(chǔ)，它與流(liú)體物性(xing)及流動(dong)特性♻️有(you)複雜的(de)關系。比(bi)如當流(liú)場有旋(xuan)渦和非(fei)對稱速(su)度分布(bù)時水動(dòng)力學特(te)性就🙇‍♀️非(fēi)常複雜(zá)。不能用(yòng)理論式(shì)推導儀(yi)表系數(shù)，儀表系(xì)💯數仍需(xū)由實流(liu)校驗确(què)定。但是(shi)理論流(liú)量方程(chéng)有巨大(dà)的實🤩用(yong)意🏃義，它(tā)可用于(yu)指導傳(chuan)感器結(jie)構參數(shu)設計及(ji)現場使(shi)用條件(jiàn)變化時(shi)儀表系(xì)數變化(huà)規律的(de)預測和(he)估算。

三、液(yè)體渦輪(lún)流量計(ji)傳感器(qi)産品(pin)特點

1. 高(gāo)精度，一(yī)般可達(da)±1%R、±0.5%R，高精度(dù)型可達(da)±0.2%R；

2. 重複性(xing)好，短期(qī)重複性(xìng)可達0.05%~0.2%,正(zhèng)是由于(yú)具有良(liang)好的重(zhong)複性，如(ru)經常校(xiao)準或在(zài)線校準(zhǔn)可得👉到(dào)❄️*的精度(dù)，在貿易(yi)結算中(zhong)是優先(xiān)選用的(de)❤️流量計(jì)；

3. 輸出脈(mò)沖頻率(lü)信号，适(shì)于總量(liang)計量及(jí)與計算(suàn)機連⭐接(jiē)，無零點(diǎn)漂移，抗(kang)幹擾能(néng)力強；

4. 可(ke)獲得很(hen)高的頻(pín)率信号(hao)（3~4kHz），信号分(fèn)辨力強(qiáng)；

5. 範圍度(du)寬，中大(dà)口徑可(kě)達1:20，小口(kou)徑爲1:10；

6. 結(jie)構緊湊(còu)輕巧，安(ān)裝維護(hù)方便，流(liú)通能力(li)大；

7. 适用(yòng)高壓測(cè)量，儀表(biǎo)表體上(shàng)不必開(kāi)孔，易制(zhi)成高壓(ya)型儀表(biǎo)；

8. 型傳感(gǎn)器類型(xing)多，可根(gēn)據用戶(hu)特殊需(xū)要設計(jì)爲各類(lèi)型傳感(gǎn)器，例如(ru)低溫型(xing)、雙向型(xing)、井下型(xing)、混砂型(xing)等；

9. 可制(zhi)成插入(ru)型，适用(yong)于大口(kou)徑測量(liàng)，壓力損(sǔn)失小，價(jia)格低，可(ke)㊙️不斷流(liú)取出，安(an)裝維護(hù)方便。

四、基本(ben)參數與(yǔ)技術性(xìng)能

1.技術性(xing)能表1

2.測量範(fan)圍及工(gōng)作壓力(lì)表2

五、儀表(biao)分類

1．按儀(yí)表功能(néng)分類，LWGY系(xi)列渦輪(lún)流量計(ji)可分爲(wei)2大類，即(ji)：

l 渦(wo)輪流量(liàng)傳感器(qi)/變送器(qì)

l 智(zhì)能一體(tǐ)化渦輪(lun)流量計(jì)

2．功(gōng)能說明(míng)

l 渦(wo)輪流量(liang)傳感器(qì)/變送器(qi)

該類(lèi)渦輪流(liú)量産品(pǐn)本身不(bú)具備現(xiàn)場顯示(shì)功能，僅(jin)♍将流量(liàng)信号遠(yuan)傳輸出(chu)。流量信(xìn)号可分(fèn)爲脈沖(chong)信号或(huo)電流信(xìn)🔞号（4-20mA）；儀表(biǎo)價格低(dī)廉，集成(chéng)度高，體(ti)積小巧(qiao)，特别适(shi)用于與(yǔ)二⭐次顯(xiǎn)示儀、PLC、DCS等(děng)計算機(ji)控制系(xì)統配合(he)使用。

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

LWGY-□N型(xíng)傳感器(qì)：12～24VDC供電，三(sān)線制脈(mò)沖輸出(chū)，高電平(píng)≥8V，低電平(píng)≤0.8V；信号傳(chuán)輸距離(lí)≤1000米；

儀(yi)表選型(xíng)表3