渦輪(lun)流量計(ji)dn20

渦(wō)輪流量(liang)計dn20（以下簡(jiǎn)稱TUF）是葉輪(lun)式流量(liàng)（流速）計(jì)的主要(yào)品種，葉(ye)輪式流(liú)量計💯還(hái)有風速(sù)計、水表(biǎo)等。TUF由傳感(gan)器和轉(zhuan)換顯示(shi)儀組成(cheng)，傳感器(qi)采用多(duo)葉片的(de)轉子感(gan)受流體(ti)的平均(jun1)流速，從(cóng)而推導(dǎo)出流量(liang)或總量(liang)。轉子的(de)轉速（或(huò)轉數）可(ke)用機械(xiè)、磁感應(ying)、光電方(fāng)式檢出(chu)并由讀(du)出裝置(zhì)進行顯(xian)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼示和傳(chuan)送記錄(lù)。據稱美(měi)國早在(zai)1886年(nián)即發布(bù)過第一(yī)個TUF專li，1914年的專(zhuan)li認爲TUF的流(liú)量與頻(pin)率有關(guān)。美國的(de)第一台(tai)TUF是(shi)在1938年開發(fā)的，它用(yòng)于飛機(jī)上燃油(yóu)的流量(liàng)測量，隻(zhī)是直至(zhi)二🈲戰📞後(hou)因噴氣(qi)發動機(jī)和液體(ti)噴氣燃(ran)料急需(xū)一種高(gao)精度、快(kuài)速響應(yīng)的流量(liang)計才使(shi)它獲得(de)真正的(de)工業應(yīng)用。如今(jin)，它已在(zai)石油、化(hua)工、科研(yán)🐇、國防、計(ji)量各部(bu)門中獲(huo)得廣泛(fan)應用。

渦(wo)輪流量(liang)計dn20中TUF、容積式(shi)流量計(ji)和科氏(shi)質量流(liú)量計是(shì)三類重(zhòng)複性、精(jing)👣度佳♌的(de)産品，而(er)TUF又(you)具有自(zi)己的特(tè)點，如結(jié)構簡單(dān)、加工零(ling)部件少(shǎo)、重☁️量輕(qing)、維修方(fang)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(liang)計是💛難(nan)以達到(dào)的。

LWGY系(xì)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(shù)經過優(you)化設計(ji)，具有結(jie)構簡單(dan)、輕巧、精(jīng)度高、複(fú)現性好(hǎo)、反應靈(líng)敏，安裝(zhuang)維護使(shi)用方便(bian)等特點(diǎn)的新一(yī)代渦輪(lún)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(gāng)玉Al₂O₃、硬質合(he)金不起(qi)腐蝕作(zuo)用，且無(wú)纖維、顆(kē)粒等雜(za)質，工作(zuo)溫♍度🐆下(xià)運動粘(zhan)度小于(yu)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(tǐ)，可對流(liu)量計進(jin)行實液(yè)标定後(hou)使用。若(ruò)與具有(yǒu)⭕特殊♻️功(gōng)能🥰的顯(xiǎn)示儀表(biǎo)配套，還(hai)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(liàng)計傳感(gan)器工作原(yuan)理

圖1所示爲(wei)渦輪流(liu)量傳感(gǎn)器結構(gou)簡圖，由(you)圖可見(jiàn)，當被測(cè)流體流(liu)過傳感(gan)器時，在(zài)流體作(zuo)用下，葉(yè)輪受力(lì)旋轉，其(qi)🈲轉速與(yǔ)管道平(píng)均流速(su)成正比(bi)，葉輪的(de)轉動周(zhōu)期地改(gai)變磁電(dian)轉換器(qì)🐇的磁阻(zu)值。檢測(ce)線圈中(zhong)的磁通(tōng)随之發(fā)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(xìn)号，經放(fàng)大器放(fàng)大後，送(song)至顯示(shì)儀表顯(xian)示。

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

（1） 實用(yòng)流量方(fāng)程

q_v=f/K 公式1

q_m=qvρ 公式(shi)2

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

f ……流量計(ji)輸出信(xìn)号的頻(pin)率，Hz;

K ……流量計(ji)的儀表(biao)系數，P/m³。

流量計(jì)的系數(shu)與流量(liàng)（或管道(dào)雷諾數(shu)）的關系(xì)曲線🔴如(rú)圖2所示。由(yóu)圖可見(jiàn)，儀表系(xi)數可分(fèn)爲二段(duàn)，即線性(xìng)段和非(fēi)線性段(duàn)。線性段(duan)約爲其(qí)工作段(duan)的三分(fèn)之二，其(qi)特性與(yu)傳感器(qì)結構尺(chǐ)寸及流(liu)體粘性(xing)有關。在(zai)非線性(xìng)🚶段，特性(xìng)受軸承(chéng)摩擦力(lì)㊙️，流體粘(zhan)性阻力(li)影響較(jiào)大。當流(liú)量低于(yú)傳感器(qi)流量下(xià)*，儀表系(xi)數随着(zhe)流量迅(xùn)速變化(hua)。壓力損(sǔn)失與流(liú)量近🔴似(sì)爲平方(fāng)關系。當(dāng)流量超(chāo)👅過流量(liàng)上*要注(zhu)意防止(zhǐ)空穴現(xian)💋象。結構(gou)相似的(de)TUF特(tè)性曲線(xian)的形狀(zhuàng)是相似(sì)的，它僅(jin)在系統(tǒng)誤差水(shui)平方面(miàn)有所不(bú)同。

圖2 渦輪流(liu)量計特(tè)性曲線(xiàn)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xi)數由流(liú)量校驗(yan)裝置校(xiao)驗得出(chu)，它*不問(wen)傳感器(qì)内部流(liu)體機理(li)，把傳感(gǎn)器作爲(wèi)一個黑(hēi)匣子，根(gēn)據輸入(ru)（流量）和(he)輸出（頻(pin)率脈沖(chòng)信号）确(què)定其轉(zhuan)換系數(shu)，它便于(yu)實際應(ying)用。但要(yào)注意，此(ci)轉換系(xi)數（儀表(biǎo)系數）是(shi)有條件(jiàn)☂️的，其校(xiào)驗條件(jiàn)是參考(kao)條件，如(ru)果使用(yong)時偏離(li)此條件(jiàn)系❓數将(jiang)發生變(bian)化，變化(huà)的情⛹🏻‍♀️況(kuang)視傳感(gan)器類型(xíng)，管道安(an)裝條件(jiàn)和流體(tǐ)物性⭐參(can)數的情(qíng)況而定(ding)。

（2） 理論流(liu)量方程(chéng)

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

公式(shì)3

式(shi)中 J： 葉(ye)輪的慣(guàn)性矩；

dw/dt： 葉輪的(de)旋轉加(jiā)速度；

M₁： 流體的(de)驅動力(li)拒；

M₂： 粘(zhān)性阻力(li)矩；

M₃： 軸(zhou)承摩擦(cā)阻力矩(jǔ)；

M₄： 磁阻(zu)力矩。

當葉輪(lún)以恒速(su)旋轉時(shí)， 0，則M₁=M₂+M₃+M₄。經理論(lùn)分析與(yu)實驗驗(yàn)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(xìng)（密度、粘(zhan)度等），葉(ye)輪結構(gou)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(liú)體流速(su)分布有(yǒu)關的系(xi)數；

C： 與摩擦(ca)力矩有(yǒu)關的系(xi)數。

國(guó)内外學(xué)者提出(chu)許多理(lǐ)論流量(liàng)方程，它(ta)們适用(yong)于各種(zhǒng)傳🙇🏻感器(qi)結構及(ji)流體工(gong)作條件(jian)。至今渦(wo)輪儀表(biao)特性的(de)水動力(lì)學特㊙️性(xing)仍舊不(bu)很清楚(chǔ)，它與流(liú)體物性(xìng)及流動(dong)特性💔有(yǒu)複雜的(de)關系。比(bǐ)如當流(liu)場有旋(xuan)渦和非(fēi)對稱速(sù)度分布(bù)時水動(dong)力學特(te)性就❌非(fēi)常複雜(zá)。不能用(yong)理論式(shi)推導儀(yí)表系數(shu)，儀表系(xì)數仍需(xu)由實流(liu)校驗确(què)定。但是(shi)理論流(liú)量方🏃程(chéng)有巨大(da)的實用(yong)意義，它(ta)可用于(yú)指導傳(chuán)感器結(jié)構參數(shu)🤟設計及(jí)現場使(shi)用🤟條件(jian)變化時(shi)儀表🐉系(xi)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(qì)産品(pǐn)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(xing)可達0.05%~0.2%,正(zheng)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(zhun)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(mo)沖頻率(lǜ)信号，适(shi)于總量(liàng)計量及(ji)與計算(suàn)機連接(jiē)，無💋零點(diǎn)漂移，抗(kàng)幹擾能(neng)力強；

4. 可(ke)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(jie)構緊湊(cou)輕巧，安(ān)裝維護(hù)方便，流(liú)通能力(lì)大；

7. 适用(yòng)高壓測(ce)量，儀表(biǎo)表體上(shàng)不必開(kai)孔，易制(zhi)成高壓(yā)型儀表(biao)；

8. 型傳感(gǎn)器類型(xing)多，可根(gen)據用戶(hù)特殊需(xū)要設計(jì)爲各類(lèi)🛀🏻型傳感(gǎn)器，例如(ru)低溫型(xíng)、雙向型(xíng)、井下型(xíng)、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(jià)格♍低，可(kě)不斷流(liú)取出，安(an)裝維護(hu)方便。

四、基本(běn)參數與(yǔ)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(néng)分類，LWGY系(xì)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(qi)

l 智(zhì)能一體(ti)化渦輪(lun)流量計(ji)

2．功(gōng)能說明(ming)

l 渦(wō)輪流量(liàng)傳感器(qì)/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(jǐn)将流量(liang)🌈信号遠(yuan)傳輸出(chū)。流量信(xin)号可分(fen)爲脈沖(chòng)信号或(huò)電流信(xìn)号（4-20mA）；儀表(biǎo)價格低(dī)廉，集成(chéng)度高，體(tǐ)積小巧(qiǎo)，特别适(shi)用于與(yǔ)🌍二次📐顯(xian)示儀、PLC、DCS等(děng)計算機(jī)控制系(xì)統配合(he)使用。

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

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

儀(yí)表選型(xing)表3