渦輪(lun)流量計(ji)dn20

渦(wo)輪流量(liàng)計dn20（以下簡(jiǎn)稱TUF）是葉輪(lun)式流量(liàng)（流速）計(ji)的主要(yào)品種，葉(ye)輪式流(liu)量計還(hai)有風速(su)計、水表(biao)等。TUF由傳感(gan)器和轉(zhuan)換顯示(shi)儀組成(cheng)，傳感器(qì)采用多(duō)葉片的(de)轉子感(gǎn)㊙️受流體(tǐ)的平均(jun1)流速，從(cóng)而推導(dao)出流量(liang)或總量(liàng)。轉子的(de)轉速（或(huò)轉數）可(ke)用機械(xie)、磁感應(ying)、光電方(fāng)式檢出(chū)🌈并由讀(dú)出裝置(zhì)進行顯(xiǎn)示和傳(chuan)送記錄(lù)。據稱美(měi)國早在(zài)1886年(nián)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(pín)率有關(guan)。美國的(de)第一台(tai)TUF是(shi)在1938年開發(fa)的，它用(yong)于飛機(ji)上燃油(yóu)的流量(liàng)測量，隻(zhi)是直至(zhi)二戰後(hou)因🤩噴氣(qì)發動機(ji)和液體(ti)噴氣燃(ran)料急需(xū)一種高(gāo)🈲精度、快(kuai)速響應(ying)的流量(liàng)計才使(shi)它獲得(de)真正的(de)‼️工業應(ying)用。如今(jīn)🤟，它已在(zai)石油、化(huà)💃🏻工、科研(yán)、國防、計(ji)量各💚部(bu)門中獲(huò)✏️得廣泛(fan)應🛀用。

渦(wō)輪流量(liang)計dn20中TUF、容積式(shi)流量計(ji)和科氏(shì)質量流(liu)量計是(shi)三類重(zhong)複性、精(jing)🔴度佳的(de)産品，而(er)TUF又(yòu)具有自(zì)己的特(tè)點，如結(jie)構簡單(dan)、加工零(líng)部件少(shao)、重量輕(qing)、維修方(fāng)便、流通(tong)能力大(dà)和可适(shi)應高參(can)數等，是(shi)其他兩(liang)類流量(liàng)計是☔難(nan)以達到(dao)的。

LWGY系(xi)列渦輪(lun)流量計(ji)是吸取(qu)了國内(nei)外流量(liàng)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(líng)敏，安裝(zhuang)維護使(shi)用方便(bian)等特點(dian)的新一(yī)代渦輪(lun)流量計(jì)，廣泛用(yòng)于測❤️量(liàng)封閉管(guan)道中與(yu)不鏽鋼(gang)1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛(gāng)玉Al₂O₃、硬質合(he)金不起(qi)腐蝕作(zuo)用，且無(wu)纖維、顆(ke)粒等雜(za)質，工💃作(zuò)溫㊙️度下(xia)運動粘(zhan)度小于(yu)5×10^-6m²/s的(de)液體，對(dui)于運動(dong)粘度大(da)于5×10^-6m²/s的液體(ti)，可對流(liú)量計進(jìn)行實液(ye)标定後(hou)使用。若(ruo)與具有(yǒu)特殊👄功(gōng)♌能的顯(xiǎn)示儀表(biǎo)配套，還(hái)可以進(jin)行定量(liàng)控制、超(chāo)🔱量報警(jing)等，是流(liu)量計量(liàng)和節能(neng)的理想(xiang)儀表。

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

圖1所示爲(wei)渦輪流(liu)量傳感(gan)器結構(gòu)簡圖，由(yóu)圖可見(jian)，當被測(cè)流☎️體流(liú)過傳感(gǎn)器時，在(zai)流體作(zuo)用下，葉(yè)輪受力(li)旋💘轉，其(qí)轉速🔞與(yu)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(dian)轉換器(qì)的磁阻(zu)值。檢測(ce)線圈中(zhōng)的磁通(tong)随之發(fa)生周期(qi)性變化(hua)，産生周(zhōu)期性的(de)感應電(diàn)勢🈲，即電(diàn)脈沖信(xin)🏒号，經放(fang)大器放(fàng)大後，送(sòng)至顯示(shì)儀表顯(xian)示。

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

（1） 實用(yong)流量方(fang)程

q_v=f/K 公式1

q_m=qvρ 公式(shì)2

式(shi)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(ji)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(ji)的系數(shù)與流量(liàng)（或管道(dao)雷諾數(shù)）的關系(xì)曲線🔴如(ru)圖2所示。由(yóu)圖可見(jiàn)，儀表系(xì)數可分(fèn)爲二段(duan)，即線性(xìng)段和非(fei)⚽線性🌈段(duàn)🐆。線性段(duan)約爲其(qí)工作段(duàn)的三分(fen)之二，其(qi)特性與(yǔ)傳感器(qi)結🈲構尺(chǐ)寸及流(liu)體粘性(xing)有關。在(zài)非線性(xìng)㊙️段，特性(xìng)受軸承(cheng)摩擦力(li)，流體粘(zhān)性阻力(li)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(hua)。壓力損(sun)失與流(liu)量近似(si)爲平方(fāng)關系。當(dāng)流量超(chāo)過流量(liang)上*要注(zhù)意防止(zhi)空穴現(xiàn)象。結構(gòu)相似的(de)TUF特(tè)性曲線(xiàn)的形狀(zhuàng)是相似(sì)的，它僅(jǐn)在系統(tong)誤差水(shuǐ)平方面(mian)♌有所⭐不(bu)同。

圖2 渦輪流(liú)量計特(tè)性曲線(xian)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xi)數由流(liu)量校驗(yàn)裝置校(xiào)驗得出(chu)，它*不問(wen)傳感🌈器(qi)内部流(liú)體機理(li)，把傳感(gǎn)器作爲(wèi)一個黑(hei)匣子，根(gēn)據輸入(rù)🚶（流量）和(hé)輸♌出（頻(pín)率脈沖(chòng)信号）确(que)定其轉(zhuǎn)換系♍數(shù)，它便于(yu)實際🥰應(ying)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(li)此條件(jian)系🍉數将(jiāng)發生變(bian)化，變化(huà)的情況(kuang)視傳感(gǎn)器類📐型(xing)，管道安(an)裝條件(jiàn)和流體(tǐ)物性參(cān)數🛀的情(qing)況而🥰定(ding)。

（2） 理論流(liu)量方程(cheng)

根(gēn)據動量(liang)矩定理(lǐ)可以列(liè)出葉輪(lún)的運動(dòng)方程

公式(shi)3

式(shi)中 J： 葉(yè)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(zhān)性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhou)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(shi)， 0，則M₁=M₂+M₃+M₄。經理論(lun)分析與(yǔ)實驗驗(yàn)證可得(de)

公式(shi)4

式中 n： 葉輪(lún)轉速；

qv： 體積(ji)流量；

A： 與流(liú)體物性(xìng)（密度、粘(zhān)度等），葉(yè)輪結構(gòu)參數（葉(yè)片傾角(jiǎo)💛、葉輪直(zhí)💚徑、

流(liú)道截面(mian)積等）有(you)關的系(xì)數；

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

C： 與摩擦(cā)力矩有(you)關的系(xì)數。

國(guó)内外學(xué)者提出(chu)許多理(li)論流量(liang)方程，它(ta)們适用(yong)于各種(zhong)傳感器(qì)結構及(ji)流體工(gong)作條件(jiàn)。至今渦(wō)輪儀表(biǎo)😘特性的(de)水♈動力(lì)學特性(xìng)仍舊不(bu)很清楚(chǔ)，它與流(liu)體物性(xìng)及流動(dong)特性有(yǒu)複雜的(de)關系。比(bi)如當流(liú)場有旋(xuan)渦和非(fēi)對稱速(su)度分布(bù)時水動(dong)力學特(te)性就非(fēi)常複雜(za)🛀🏻。不能用(yong)理論式(shi)推導儀(yí)表系數(shù)，儀表系(xi)數仍需(xu)由實流(liú)校驗确(què)定。但是(shì)理論流(liu)量方程(chéng)有巨大(da)的實用(yòng)意義，它(tā)可用于(yu)指導傳(chuán)感器結(jie)構參數(shù)設計及(jí)現場使(shi)⭕用條件(jiàn)變化時(shi)儀表🌍系(xi)數變化(hua)規律的(de)預測和(he)估算。

三、液(ye)體渦輪(lun)流量計(jì)傳感器(qì)産品(pǐn)特點

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

2. 重複性(xìng)好，短期(qī)重複性(xing)可達0.05%~0.2%,正(zheng)是由于(yú)具有良(liáng)好的重(zhong)複性，如(rú)經常校(xiào)準或在(zài)線校準(zhǔn)可得到(dao)🔴*的精度(du)，在貿易(yì)結算中(zhōng)是優先(xian)選用的(de)流量計(jì)；

3. 輸出脈(mo)沖頻率(lǜ)信号，适(shì)于總量(liàng)計量及(jí)與計算(suan)機連🐇接(jiē)，無零點(dian)🔴漂移，抗(kàng)幹擾能(neng)力強；

4. 可(kě)獲得很(hěn)高的頻(pín)率信号(hào)（3~4kHz），信号分(fen)辨力強(qiang)；

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

6. 結(jié)構緊湊(còu)輕巧，安(an)裝維護(hù)方便，流(liu)通能力(li)大；

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

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

9. 可制(zhì)成插入(ru)型，适用(yong)于大口(kou)徑測量(liang)，壓力損(sun)失小，價(jià)❓格🙇‍♀️低，可(ke)⭕不斷流(liu)取出，安(an)裝維護(hù)方便。

四、基本(ben)參數與(yu)技術性(xing)能

1.技術性(xing)能表1

2.測量範(fàn)圍及工(gong)作壓力(lì)表2

五、儀表(biao)分類

1．按儀(yi)表功能(neng)分類，LWGY系(xi)列渦輪(lún)流量計(jì)可分爲(wèi)2大類，即(ji)：

l 渦(wō)輪流量(liàng)傳感器(qi)/變送器(qì)

l 智(zhì)能一體(tǐ)化渦輪(lún)流量計(ji)

2．功(gōng)能說明(míng)

l 渦(wo)輪流量(liang)傳感器(qi)/變送器(qì)

該類(lèi)渦輪流(liu)量産品(pǐn)本身不(bu)具備現(xiàn)場顯示(shì)功能，僅(jin)将🥰流量(liang)🌍信号遠(yuan)傳輸出(chū)。流量信(xìn)号可分(fen)爲脈沖(chong)信号🤟或(huò)電流信(xìn)号（4-20mA）；儀表(biao)價格低(dī)廉，集成(cheng)度高，體(ti)積小巧(qiǎo)，特别适(shì)用于與(yu)二次⛹🏻‍♀️顯(xian)♊示✉️儀、PLC、DCS等(děng)計算機(jī)控制系(xì)統配合(hé)使用。

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

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

儀(yí)表選型(xíng)表3