渦輪(lún)流量計dn20

渦輪流(liu)量計dn20（以下簡稱(cheng)TUF）是葉(yè)輪式流量(liang)（流速）計的(de)主要品種(zhong)，葉輪式流(liu)量計還有(yǒu)風速計、水(shui)表等。TUF由傳感器(qì)和轉換顯(xiǎn)示儀組成(chéng)，傳感器采(cai)用多葉片(pian)的轉子感(gǎn)受🚶‍♀️流體的(de)平均流速(su)，從而推導(dǎo)出流量或(huo)總量。轉子(zi)的轉速（或(huo)轉數）可用(yòng)機械、磁感(gǎn)應、光電方(fang)🚶式檢出并(bing)由讀出裝(zhuāng)置進行顯(xiǎn)示和傳送(sòng)記錄。據稱(cheng)美國早在(zài)1886年即(jí)發布過第(dì)一個TUF專li，1914年(nián)的專li認爲(wei)TUF的流(liu)量與頻率(lü)有關。美國(guo)的第一台(tai)TUF是在(zai)1938年開(kāi)發的，它用(yòng)于飛機上(shàng)燃油的流(liu)量測量，隻(zhi)是直🐆至二(èr)戰後因噴(pēn)氣發動機(jī)和液體噴(pen)氣燃料急(ji)需一種高(gao)精度、快速(su)響應的流(liu)量計才使(shǐ)它獲得真(zhēn)正的工業(yè)應用。如今(jin)，它已在石(shí)油、化工、科(ke)研、國防、計(ji)量各部門(mén)中獲得廣(guǎng)泛應用。

渦(wō)輪流量計(jì)dn20中TUF、容積式(shì)流量計和(hé)科氏質量(liàng)流量計是(shi)三類重複(fu)性⁉️、精🌈度佳(jiā)☔的産品，而(er)TUF又具(jù)有自己的(de)特點，如結(jie)構簡單、加(jiā)工零部件(jian)少、重量輕(qīng)、維修方便(bian)、流通能力(lì)大和可适(shi)應高參數(shu)等，是其他(ta)兩類🤟流量(liàng)計是難以(yi)達到的。

LWGY系(xi)列渦輪流(liú)量計是吸(xī)取了國内(nèi)外流量儀(yí)表先進技(jì)術😘經過優(yōu)⛱️化設計，具(ju)有結構簡(jiǎn)單、輕巧、精(jīng)度高、複現(xian)性好、反🆚應(ying)靈敏，安裝(zhuāng)維護使用(yòng)方便等特(tè)點的新一(yi)代渦輪流(liú)量計，廣泛(fàn)⛱️用于測量(liang)封閉管道(dao)中與不鏽(xiù)鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉(yu)Al₂O₃、硬質(zhi)合金不起(qi)腐蝕作用(yòng)，且無纖維(wéi)、顆粒等雜(zá)質，工♌作溫(wēn)度下運動(dòng)粘度小于(yu)5×10^-6m²/s的液(yè)體，對于運(yun)動粘度大(da)于5×10^-6m²/s的(de)液體，可對(dui)流量計進(jìn)行實液标(biāo)定後使用(yong)。若與具🐕有(yǒu)♈特殊功能(néng)🔞的顯示儀(yi)表配套，還(hai)可以進行(hang)定量控制(zhi)、超量報㊙️警(jing)等，是流量(liàng)計量和節(jiē)能的理想(xiang)儀表。

二、液體渦(wō)輪流量計(jì)傳感器工作原(yuán)理

圖(tú)1所示(shi)爲渦輪流(liu)量傳感器(qì)結構簡圖(tu)，由圖可見(jian)，當被🔞測🤟流(liu)體流過傳(chuán)感器時，在(zai)流體作用(yong)下，葉輪受(shou)力旋轉，其(qi)轉速與管(guan)🐕道平均流(liú)速成正比(bi)，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地(dì)改💃變磁電(dian)轉換器的(de)磁阻值。檢(jian)測線圈中(zhong)的磁通随(sui)之發生周(zhou)期性變化(hua)，産生周期(qi)性的感應(ying)電勢，即電(diàn)脈沖信号(hào)，經放大器(qì)放大後，送(song)至顯示儀(yí)表顯♈示。

渦輪流(liu)量計的流(liu)量方程可(ke)分爲兩種(zhong)：實用流量(liàng)方程和理(lǐ)論流量方(fāng)程。

（1） 實(shí)用流量方(fang)程

q_v=f/K 公(gōng)式1

q_m=qvρ 公(gong)式2

式(shi)中 q_v, q_m ……分(fen)别爲體積(ji)流量，m³/s，質量流量(liàng)，kg/s;

f ……流量(liang)計輸出信(xìn)号的頻率(lü)，Hz;

K ……流量(liang)計的儀表(biǎo)系數，P/m³。

流量(liàng)計的系數(shu)與流量（或(huo)管道雷諾(nuo)數）的關系(xì)曲線如圖(tu)2所示(shi)。由圖可見(jian)，儀表系數(shù)可分爲二(èr)段，即線性(xìng)段和非線(xian)性段。線性(xing)段約爲其(qi)工作段的(de)三分之二(èr)，其特性與(yu)傳感器結(jié)構尺寸及(jí)流體粘性(xìng)有關。在非(fēi)線性💘段，特(te)性受軸承(chéng)摩擦力，流(liú)體粘性阻(zǔ)力影響較(jiào)大。當⚽流量(liang)低于傳感(gan)器流量下(xia)*，儀表🏃🏻‍♂️系數(shù)随着流量(liàng)迅速變化(hua)。壓力損失(shi)與流量近(jin)似爲平方(fang)關系。當流(liu)量超過流(liú)量上*要注(zhu)意防止空(kong)穴現象。結(jié)構相似的(de)TUF特性(xìng)曲線的形(xing)狀是相似(sì)的，它僅在(zài)系統誤差(chà)水平方面(miàn)有所不同(tóng)。

圖2 渦輪流(liú)量計特性(xing)曲線

傳感器的(de)儀表系數(shu)由流量校(xiào)驗裝置校(xiao)驗得出，它(tā)*不㊙️問傳💯感(gan)器内部流(liú)體機理，把(bǎ)傳感器作(zuo)爲一個黑(hei)🔞匣子，根據(jù)💰輸入（流量(liang)🔴）和輸出（頻(pín)率脈沖信(xin)号）确定其(qi)轉換系✌️數(shu)，它便于實(shi)際❗應用。但(dan)♋要注意，此(cǐ)轉換系數(shu)（儀表系數(shù)）是有條件(jian)的，其校驗(yan)條件是參(cān)🔞考條件，如(rú)果使用時(shí)偏離此條(tiáo)件系數将(jiang)發生變化(huà)，變化的情(qíng)😍況視傳感(gan)器🤟類型，管(guǎn)道安裝條(tiáo)件和流體(ti)物性參數(shu)的情況而(ér)定。

（2） 理(li)論流量方(fang)程

根(gen)據動量矩(ju)定理可以(yǐ)列出葉輪(lún)的運動方(fāng)程

公(gong)式3

式(shì)中 J： 葉輪的(de)慣性矩；

dw/dt： 葉(yè)輪的旋轉(zhuǎn)加速度；

M₁： 流(liú)體的驅動(dòng)力拒；

M₂： 粘性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhou)承摩擦阻(zǔ)力矩；

M₄： 磁阻力矩(jǔ)。

當葉輪以(yi)恒速旋轉(zhuǎn)時， 0，則(zé)M₁=M₂+M₃+M₄。經理論分(fen)析與實驗(yàn)驗證可得(dé)

公式4

式中 n： 葉輪(lun)轉速；

qv： 體積(jī)流量；

A： 與流(liú)體物性（密(mi)度、粘度等(děng)），葉輪結構(gòu)參數（葉片(piàn)傾角、葉🔅輪(lun)直徑、

流道(dao)截面積等(deng)）有關的系(xi)數；

B： 與葉片(piàn)頂隙，流體(ti)流速分布(bù)有關的系(xì)數；

C： 與摩擦(ca)力矩有關(guan)的系數。

國(guó)内外學者(zhě)提出許多(duo)理論流量(liàng)方程，它們(men)适用于各(gè)種傳🤩感器(qi)結構及流(liú)體工作條(tiáo)件。至今渦(wo)輪儀表🐕特(te)性的水動(dong)力學特性(xìng)仍舊不很(hen)清楚，它與(yu)流體物性(xìng)及流動特(te)性有複雜(zá)♻️的關系。比(bǐ)如當流場(chang)有旋渦和(hé)非對稱速(su)度分布時(shí)水動力學(xué)特性就非(fei)常複雜。不(bu)能用理論(lun)式推導儀(yí)表系數，儀(yi)表系😍數仍(réng)需由實♉流(liu)校驗确定(ding)👉。但是理論(lun)流量方👌程(cheng)有巨大的(de)實用意義(yì)，它可用于(yu)指導傳感(gǎn)器結構參(cān)數設計及(ji)現場使用(yong)條件變化(huà)時儀表⁉️系(xì)數變化規(guī)律的預測(cè)和估算。

三(san)、液體渦輪(lun)流量計傳(chuán)感器産品(pǐn)特點

1. 高精度，一(yī)般可達±1%R、±0.5%R，高(gao)精度型可(ke)達±0.2%R；

2. 重複性(xìng)好，短期重(zhong)複性可達(da)0.05%~0.2%,正是(shi)由于具有(yǒu)良好的重(zhòng)複性，如經(jīng)常校準或(huò)在線校準(zhun)可得到*的(de)精度，在貿(mào)易結算中(zhōng)是優先選(xuan)用的流量(liang)計；

3. 輸(shū)出脈沖頻(pin)率信号，适(shi)于總量計(ji)量及與計(jì)算機連☁️接(jiē)🈲，無零⛱️點漂(piāo)移，抗幹擾(rǎo)能力強；

4. 可獲得(dé)很高的頻(pín)率信号（3~4kHz），信号分(fèn)辨力強；

5. 範圍度(dù)寬，中大口(kǒu)徑可達1:20，小口徑(jìng)爲1:10；

6. 結構緊(jǐn)湊輕巧，安(an)裝維護方(fang)便，流通能(néng)力大；

7. 适用高壓(ya)測量，儀表(biao)表體上不(bu)必開孔，易(yì)制成高壓(ya)型儀表；

8. 型傳感(gǎn)器類型多(duo)，可根據用(yòng)戶特殊需(xū)要設計爲(wèi)各類型❤️傳(chuán)感器，例如(rú)低溫型、雙(shuang)向型、井下(xià)型、混砂型(xing)等；

9. 可(kě)制成插入(ru)型，适用于(yu)大口徑測(ce)量，壓力損(sun)失小，價格(gé)低，可不斷(duan)流取出，安(an)裝維護方(fang)便。

四、基本(ben)參數與技(jì)術性能

1.技術性(xìng)能表1

2.測量範圍(wéi)及工作壓(ya)力表2

五、儀(yí)表分類

1．按儀表(biǎo)功能分類(lèi)，LWGY系列渦輪(lun)流量計可(ke)分爲2大類(lei)，即：

l 渦(wo)輪流量傳(chuan)感器/變送器

l 智能一(yi)體化渦輪(lun)流量計

2．功能說(shuō)明

l 渦(wō)輪流量傳(chuán)感器/變送器

該(gāi)類渦輪流(liu)量産品本(ben)身不具備(bèi)現場顯示(shi)功能，僅将(jiāng)流量信号(hào)遠傳輸出(chū)。流量信号(hao)可分爲脈(mò)沖信号或(huo)電🏃🏻流信♌号(hào)（4-20mA）；儀表(biǎo)價格低廉(lian)，集成度高(gao)，體積小巧(qiao)，特别适用(yong)于與二💘次(cì)顯示🏃‍♂️儀、PLC、DCS等(děng)計算機控(kong)制系統配(pèi)合使用。

按(an)照不同的(de)輸出信号(hao)，該類産品(pǐn)可分爲LWGY-□N型和LWGY-□A型

LWGY-□N型傳感器(qì)：12～24VDC供電，三線(xian)制脈沖輸(shū)出，高電平(píng)≥8V，低電(diàn)平≤0.8V；信(xin)号傳輸距(ju)離≤1000米；

儀表(biao)選型表3