渦輪(lun)流量計(jì)dn20

渦(wō)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(yè)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(zhuǎn)換顯示(shi)儀組成(chéng)，傳感器(qì)采用多(duō)葉片的(de)轉子感(gǎn)👣受流體(ti)的平均(jun)流速，從(cong)而推導(dǎo)出流量(liang)或總量(liàng)。轉子的(de)轉速（或(huo)轉數♌）可(kě)用機械(xie)、磁感應(ying)、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(lu)。據稱美(měi)國早在(zai)1886年(nian)即發布(bu)過第一(yi)個TUF專li，1914年的專(zhuān)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(yòng)于飛機(ji)上燃油(you)的流量(liàng)測量，隻(zhī)是直至(zhì)二♌戰後(hòu)因噴氣(qi)發動機(ji)和液體(tǐ)噴氣燃(rán)料急需(xū)一種高(gāo)精度、快(kuai)速響應(yīng)的流量(liang)計才使(shi)它獲得(de)真正的(de)工業應(ying)用。如今(jin)，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(wo)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(shì)三類重(zhong)複性、精(jing)度佳❌的(de)産品，而(ér)TUF又(yòu)具有自(zì)己的特(tè)點，如結(jié)構簡單(dān)、加工零(ling)部件少(shao)、重量輕(qīng)、維修方(fang)便、流通(tōng)能力大(da)和可适(shi)應高參(can)數等，是(shi)其他兩(liang)類流量(liàng)計是難(nán)以達到(dào)的。

LWGY系(xi)列渦輪(lun)流量計(jì)是吸取(qǔ)了國内(nei)外流量(liang)儀表先(xian)進技術(shu)🈲經🌈過優(you)化設計(ji)，具有結(jié)構簡單(dān)、輕巧、精(jing)度高、複(fú)現性好(hǎo)、反⭕應靈(ling)敏，安裝(zhuang)維護使(shǐ)用方便(bian)等特點(diǎn)的新🔞一(yī)代渦輪(lún)流量計(jì)，廣泛用(yòng)于測🏃‍♂️量(liang)封閉管(guǎn)道中與(yu)不鏽鋼(gang)1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛(gang)玉Al₂O₃、硬質合(hé)金不起(qi)腐蝕作(zuo)用，且無(wu)纖維、顆(ke)粒等雜(za)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(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(jin)行實液(ye)标定後(hòu)使用。若(ruò)與具有(yǒu)特殊功(gong)能的顯(xiǎn)示儀表(biao)配套，還(hái)可以進(jin)行定量(liàng)控制、超(chao)量報警(jing)等，是流(liú)量計量(liang)和節能(neng)的理想(xiǎng)儀表。

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

圖1所示爲(wei)渦輪流(liú)量傳感(gan)器結構(gou)簡圖，由(yóu)圖可見(jian)，當被測(ce)⚽流體流(liú)過傳感(gan)器時，在(zai)流體作(zuò)用下，葉(yè)輪受力(lì)旋轉，其(qi)轉速與(yǔ)管道平(ping)均流速(sù)成正比(bi)，葉輪的(de)轉動周(zhou)期地改(gǎi)💃🏻變磁電(dian)轉換器(qì)的磁阻(zǔ)值。檢測(ce)線圈中(zhong)的磁通(tōng)随之發(fā)生周期(qī)性🥵變化(huà)，産生周(zhōu)期性的(de)感應電(dian)勢，即電(dian)脈沖信(xin)号，經放(fàng)大器放(fang)大後，送(song)至顯示(shi)儀表顯(xian)🐆示。

渦輪流(liu)量計的(de)流量方(fāng)程可分(fèn)爲兩種(zhong)：實用流(liu)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(shi)2

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

f ……流量計(ji)輸出信(xìn)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(liang)（或管道(dao)雷諾數(shù)）的關系(xì)曲線🍓如(rú)圖2所示。由(you)圖可見(jian)，儀表系(xì)數可分(fèn)爲二段(duàn)，即線性(xing)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(chi)寸及流(liu)體粘性(xìng)有關。在(zài)非線性(xing)段，特性(xing)受軸承(cheng)❤️摩擦力(lì)，流體粘(zhān)性阻力(li)影響較(jiao)大。當流(liu)量低于(yu)傳感器(qi)流量下(xià)*，儀表系(xì)數随着(zhe)流量迅(xùn)速變化(hua)。壓力損(sǔn)失與流(liú)量近💯似(si)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(xian)象。結構(gòu)相似的(de)TUF特(te)性曲線(xiàn)的形狀(zhuang)是相似(si)的，它僅(jin)在系統(tong)誤差水(shui)平方面(miàn)🐉有所✔️不(bú)同。

圖2 渦輪流(liu)量計特(te)性曲線(xiàn)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xì)數由流(liú)量校驗(yan)裝置校(xiào)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(wèi)一個黑(hei)匣子，根(gēn)據輸入(ru)（流量）和(he)輸出（頻(pín)率脈沖(chong)信号）确(que)定其😄轉(zhuan)換系數(shù)，它便💔于(yú)實際應(yīng)用。但🚩要(yào)注意，此(cǐ)轉換系(xì)數（儀表(biao)系數）是(shi)有條件(jian)的，其校(xiao)驗🔞條件(jiàn)是參考(kao)條件，如(ru)果使用(yòng)時偏✌️離(li)此條件(jiàn)系♈數将(jiāng)發生變(biàn)化，變化(hua)的情☂️況(kuàng)視傳感(gan)器類型(xíng)，管道安(ān)裝條件(jian)和流體(ti)物性參(cān)數的情(qíng)況而定(ding)。

（2） 理論流(liú)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(shì)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(li)拒；

M₂： 粘(zhān)性阻力(li)矩；

M₃： 軸(zhou)承摩擦(cā)阻力矩(ju)；

M₄： 磁阻(zǔ)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(yǔ)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(liú)體物性(xing)（密度、粘(zhān)度等），葉(yè)輪結構(gòu)參數（葉(ye)片傾角(jiǎo)、葉輪直(zhí)徑、

流(liu)道截面(miàn)積等）有(yǒu)關的系(xì)數；

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

C： 與摩擦(cā)力矩有(yǒu)關的系(xi)數。

國(guó)内外學(xué)者提出(chū)許多理(lǐ)論流量(liàng)方程，它(ta)們适用(yong)于各種(zhong)傳感器(qi)結構及(ji)流體工(gōng)作條件(jian)。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(liu)體物性(xìng)及流動(dong)特性有(yǒu)複雜的(de)關系。比(bi)如當流(liu)場有旋(xuán)渦和非(fei)對稱速(sù)度分布(bu)❌時水動(dong)力學特(te)性就🈲非(fēi)常複雜(zá)。不能用(yòng)理論式(shi)推導儀(yí)表系數(shu)，儀表系(xi)🈲數仍需(xu)由實流(liu)校驗确(que)定。但🛀🏻是(shì)理論流(liú)量方程(chéng)有巨大(da)的實👌用(yong)意義，它(tā)可用于(yú)指導傳(chuan)感器🌍結(jié)構參數(shù)設計及(ji)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(hé)估算。

三、液(yè)體渦輪(lún)流量計(jì)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(du)型可達(da)±0.2%R；

2. 重複性(xìng)好，短期(qi)重複性(xìng)可達0.05%~0.2%,正(zhèng)是由于(yú)具有良(liáng)好的重(zhòng)複性，如(rú)經常校(xiào)準或在(zài)線校準(zhun)可⛷️得到(dao)🐉*的精度(dù)，在貿易(yi)結算中(zhōng)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(liang)計量及(ji)與計算(suan)機連接(jiē)，無⛷️零點(diǎn)漂移，抗(kàng)幹擾能(néng)力強；

4. 可(ke)獲得很(hěn)高的頻(pin)率信号(hao)（3~4kHz），信号分(fen)辨力強(qiáng)；

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

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

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

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

9. 可制(zhi)成插入(rù)型，适用(yong)于大口(kǒu)徑測量(liàng)，壓力損(sun)失小，價(jià)格低，可(kě)🔴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(xing)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(biǎo)分類

1．按儀(yí)表功能(neng)分類，LWGY系(xì)列渦輪(lun)流量計(jì)可分爲(wèi)2大類，即(jí)：

l 渦(wō)輪流量(liàng)傳感器(qì)/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(liàng)傳感器(qì)/變送器(qì)

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(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(xin)号（4-20mA）；儀表(biǎo)價格低(di)廉，集成(cheng)度高，體(ti)積小巧(qiǎo)，特别适(shi)用于與(yǔ)二☁️次顯(xian)示儀、PLC、DCS等(deng)計算機(jī)控制系(xi)統配合(he)使用。

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

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

儀(yi)表選型(xíng)表3