渦輪(lun)流量計(ji)dn20

渦(wō)輪流量(liang)計dn20（以下簡(jian)稱TUF）是葉輪(lún)式流量(liang)（流速）計(ji)的主要(yao)品種，葉(yè)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(chéng)，傳感器(qì)采用多(duō)葉片🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)轉子🌏感(gan)受❤️流體(tǐ)的平均(jun1)流速，從(cóng)而推導(dao)出流量(liang)或總量(liang)。轉子的(de)轉🐕速（或(huò)🏃🏻‍♂️轉數☁️）可(kě)用機械(xiè)、磁感應(ying)、光電方(fāng)👄式檢出(chu)☎️并由讀(du)出裝置(zhi)進行顯(xiǎn)示和傳(chuán)🈲送記錄(lu)。據稱美(měi)國早在(zài)1886年(nian)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(tái)TUF是(shi)在1938年開發(fā)的，它用(yong)于飛機(jī)上燃油(you)的流量(liàng)測量，隻(zhi)是直至(zhi)二戰後(hòu)因噴氣(qì)發動機(jī)和液體(tǐ)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(shǐ)它獲得(de)真正的(de)工業應(yīng)用。如今(jīn)♈，它已在(zài)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(wō)輪流量(liàng)計dn20中TUF、容積式(shi)流量計(jì)和科氏(shì)質量流(liu)量計是(shi)三類重(zhong)複性、精(jīng)度佳的(de)🐅産品，而(ér)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(tong)能力大(dà)和可适(shì)應高參(can)數等，是(shì)其他兩(liǎng)類流量(liàng)計是難(nan)以☔達到(dào)的。

LWGY系(xì)列渦輪(lun)流量計(jì)是吸取(qu)了國内(nei)外流量(liang)儀表先(xian)進技術(shù)經過優(yōu)化設計(jì)，具有結(jie)構簡單(dan)、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(yi)代渦輪(lún)流量計(ji)，廣泛用(yong)于測量(liàng)封閉管(guan)道中與(yǔ)不鏽鋼(gāng)1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛(gang)玉Al₂O₃、硬質合(he)金不起(qi)腐蝕作(zuò)用，且無(wú)纖維、顆(ke)粒等雜(zá)質，工作(zuò)溫度下(xià)運動粘(zhān)度小于(yu)5×10^-6m²/s的(de)液體，對(dui)于運動(dòng)粘度大(dà)于5×10^-6m²/s的液體(tǐ)，可對流(liú)量計進(jin)行實液(ye)标定後(hòu)使用。若(ruò)與具有(yǒu)特殊功(gōng)能的顯(xiǎn)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(liang)和節能(néng)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(gan)器結構(gou)簡圖，由(you)圖可見(jian)，當被測(ce)流體流(liú)過傳感(gǎn)器時，在(zai)流體作(zuò)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(zhou)期地改(gǎi)變磁電(dian)⭐轉換器(qi)的磁阻(zǔ)值。檢測(cè)線圈中(zhong)的磁通(tōng)随之發(fa)生周期(qi)性變化(huà)，産生周(zhou)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(shi)儀表顯(xiǎn)示。

渦輪流(liú)量計的(de)流量方(fang)程可分(fèn)爲兩種(zhong)：實用流(liú)量方🌐程(chéng)和理🌈論(lun)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(shi)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(ji)輸出信(xin)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(shù)與流量(liàng)（或管道(dào)雷諾數(shu)）的關系(xi)曲線如(ru)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(fei)線性段(duàn)。線性段(duan)約爲其(qi)工作段(duan)的三分(fen)之二，其(qí)特性與(yǔ)傳感器(qì)結構尺(chǐ)寸及流(liú)體粘性(xìng)有關。在(zai)非線性(xìng)段，特性(xìng)受軸承(chéng)摩擦力(li)，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(xia)*，儀表系(xì)數随着(zhe)流量迅(xùn)速🙇🏻變化(huà)。壓力損(sǔn)失與流(liu)量近似(sì)爲平方(fāng)關系。當(dang)流量超(chao)❓過流量(liàng)上*要注(zhù)意防止(zhǐ)空穴現(xian)象。結構(gou)相似的(de)TUF特(te)性曲線(xiàn)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(liú)量計特(te)性曲線(xiàn)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xi)數由流(liú)量校驗(yàn)裝置校(xiào)驗得出(chu)，它*不⛷️問(wen)傳感器(qì)内部流(liú)體機理(lǐ)，把傳感(gǎn)器作爲(wei)一個黑(hei)匣子，根(gen)據✌️輸入(ru)⛷️（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(yú)實際☎️應(yīng)用。但要(yao)注意，此(ci)轉換系(xì)數（儀表(biǎo)系數）是(shi)有條件(jian)✉️的，其校(xiào)驗條件(jian)是參考(kao)條件，如(rú)🍓果使用(yong)時偏💃離(lí)此條件(jian)系數将(jiang)發生變(biàn)⛹🏻‍♀️化，變化(huà)的情📧況(kuàng)視傳感(gǎn)器類㊙️型(xíng)，管道安(ān)裝條❌件(jian)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(li)可以列(liè)出葉輪(lun)的運動(dong)方程

公式(shi)3

式(shi)中 J： 葉(ye)輪的慣(guan)性矩；

dw/dt： 葉輪的(de)旋轉加(jia)速度；

M₁： 流體的(de)驅動力(lì)拒；

M₂： 粘(zhan)性阻力(li)矩；

M₃： 軸(zhóu)承摩擦(ca)阻力矩(jǔ)；

M₄： 磁阻(zu)力矩。

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

公式(shi)4

式中 n： 葉輪(lun)轉速；

qv： 體積(jī)流量；

A： 與流(liu)體物性(xìng)（密度、粘(zhān)度等），葉(ye)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(xi)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(ca)力矩有(yǒu)關的系(xi)數。

國(guo)内外學(xué)者提出(chu)許多理(li)論流量(liàng)方程，它(ta)們适用(yong)于各種(zhong)傳感器(qi)結構及(jí)流體工(gong)作條件(jiàn)。至今渦(wo)輪儀表(biǎo)特性🌐的(de)水🔅動力(li)🈚學特性(xìng)仍舊不(bú)很清楚(chu)，它與流(liú)體物性(xing)及流動(dòng)特性有(yǒu)複雜的(de)關系。比(bi)如當流(liú)場有旋(xuán)渦和非(fēi)對稱速(sù)度分布(bù)☎️時水動(dòng)力學特(tè)性就❄️非(fei)常複雜(za)。不能用(yòng)理論式(shi)推導儀(yi)表系數(shù)，儀表系(xì)♻️數仍需(xū)由實流(liú)校驗确(que)定。但是(shi)理論流(liu)量方程(chéng)有巨大(da)的實用(yòng)意義，它(ta)可用于(yú)指導傳(chuán)感器結(jie)構參數(shu)設計及(ji)現場使(shǐ)用條件(jian)變化時(shi)儀表🈚系(xì)數變化(hua)規律的(de)預㊙️測和(he)估算。

三、液(ye)體渦輪(lún)流量計(jì)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(xìng)好，短期(qi)重複性(xing)可達0.05%~0.2%,正(zheng)是由于(yu)具有良(liáng)好的重(zhong)複性，如(ru)經常校(xiao)準或在(zài)線校準(zhun)可得👣到(dao)*的精度(du)，在貿易(yì)結算中(zhōng)是優先(xiān)選用的(de)流量計(jì)；

3. 輸出脈(mò)沖頻率(lü)信号，适(shi)于總量(liang)計量及(jí)與計算(suàn)機連接(jie)🐅，無㊙️零點(diǎn)漂移，抗(kang)幹擾能(neng)力強；

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

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

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

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

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

9. 可制(zhi)成插入(ru)型，适用(yòng)于大口(kǒu)徑測量(liang)，壓力損(sǔn)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(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(li)表2

五、儀表(biǎo)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(wei)2大類，即(ji)：

l 渦(wō)輪流量(liang)傳感器(qi)/變送器(qì)

l 智(zhì)能一體(ti)化渦輪(lún)流量計(ji)

2．功(gōng)能說明(ming)

l 渦(wō)輪流量(liang)傳感器(qì)/變送器(qi)

該類(lei)渦輪流(liú)量産品(pin)本身不(bú)具備現(xiàn)場顯示(shi)功能，僅(jǐn)将流量(liang)信🈲号遠(yuǎn)傳輸出(chu)。流量信(xin)号可分(fen)爲脈沖(chòng)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(shì)用于與(yǔ)二次👈顯(xiǎn)㊙️示儀、PLC、DCS等(deng)計算機(jī)控制系(xi)統配合(he)使用。

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

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(ping)≥8V，低電平(píng)≤0.8V；信号傳(chuán)輸距離(li)≤1000米；

儀(yí)表選型(xing)表3