渦輪(lún)流量計(jì)dn20

渦(wo)輪流量(liang)計dn20（以下簡(jian)稱TUF）是葉輪(lun)式流量(liang)（流速）計(ji)的主要(yao)品種，葉(yè)輪式流(liu)量計還(hái)有風速(su)計♻️、水表(biǎo)等。TUF由傳感(gan)器和轉(zhuǎn)換顯示(shi)儀組成(chéng)，傳感器(qi)采用多(duō)葉片的(de)轉子感(gan)受流體(ti)的平均(jun)流速，從(cong)而推導(dǎo)出流量(liàng)或總量(liàng)。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(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(nián)即發布(bù)過第一(yī)個TUF專li，1914年的專(zhuan)li認爲TUF的流(liu)量與頻(pin)率有關(guān)。美國的(de)第一台(tai)TUF是(shi)在1938年開發(fa)的，它用(yong)于飛機(jī)上燃油(yóu)的流量(liang)測量，隻(zhi)是直至(zhì)二🈲戰後(hòu)⭐因噴氣(qi)發動機(jī)和液體(tǐ)噴氣燃(rán)料急需(xū)一種高(gao)精度、快(kuai)速響應(ying)的流📞量(liàng)計才使(shǐ)它獲得(de)真正的(de)工業應(ying)用。如今(jīn)，它已在(zai)石油、化(hua)工、科研(yan)、國防、計(ji)量各部(bù)門中獲(huò)得廣泛(fàn)應用。

渦(wo)輪流量(liang)計dn20中TUF、容積式(shi)流量計(jì)和科氏(shì)質量流(liú)量計是(shì)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(dān)、加工零(líng)部件少(shao)、重量輕(qīng)、維修方(fāng)便、流通(tōng)能力大(dà)和可适(shì)應高參(can)數等，是(shi)其他🙇🏻兩(liang)類流量(liang)計是難(nán)以達到(dao)的。

LWGY系(xì)列渦輪(lun)流量計(jì)是吸取(qu)了國内(nèi)外流量(liàng)儀表先(xiān)進技術(shù)經過優(yōu)化設計(jì)，具有結(jié)構簡單(dan)、輕巧、精(jīng)度高、複(fú)🤩現性好(hǎo)、反應靈(ling)敏，安🌈裝(zhuang)維護使(shi)用方便(biàn)等特點(dian)的新一(yī)代渦輪(lún)流量計(jì)，廣泛用(yong)于測量(liàng)封閉管(guan)道中與(yu)不鏽鋼(gāng)1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛(gāng)玉Al₂O₃、硬質合(hé)金不起(qi)腐蝕作(zuo)用，且無(wú)纖維、顆(ke)粒等雜(za)質，工作(zuò)溫度下(xia)🏃‍♂️運動粘(zhan)度小于(yú)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(ti)，可對流(liú)量計進(jìn)行實液(yè)标定後(hòu)使用。若(ruo)與具有(you)特殊✍️功(gong)能的顯(xian)示儀表(biǎo)配套，還(hái)可以進(jin)行定量(liàng)控制、超(chao)量報警(jǐng)等，是流(liú)量計量(liàng)和節能(néng)的理想(xiang)儀表。

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

圖1所示爲(wèi)渦輪流(liu)量傳感(gan)器結構(gòu)簡圖，由(yóu)圖可見(jian)，當被✌️測(ce)流體流(liú)過傳感(gan)器時，在(zài)流體作(zuo)用下，葉(ye)輪受力(lì)旋轉，其(qi)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(gai)變磁電(diàn)轉換器(qi)的磁阻(zǔ)值。檢測(cè)🔅線圈中(zhong)的磁通(tōng)随之發(fā)⭐生周期(qī)性變化(hua)，産生周(zhōu)期性的(de)感應電(dian)勢🐇，即電(dian)脈沖信(xìn)号，經放(fàng)大器🍓放(fàng)大後，送(song)至顯示(shì)儀表顯(xiǎn)示。

渦輪流(liú)量計的(de)流量方(fang)程可分(fen)爲兩種(zhong)：實用流(liu)量方程(chéng)🤞和理論(lun)流量方(fang)程。

（1） 實用(yong)流量方(fāng)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(liú)量，m³/s，質量流(liu)量，kg/s;

f ……流量計(ji)輸出信(xìn)号的頻(pín)率，Hz;

K ……流量計(jì)的儀表(biao)系數，P/m³。

流量計(jì)的系數(shù)與流量(liàng)（或管道(dao)雷諾數(shù)）的關系(xì)曲線如(rú)圖2所示。由(yóu)圖可見(jian)，儀表系(xì)數可分(fèn)爲二段(duàn)，即線性(xìng)段和非(fēi)線性🧡段(duan)。線性段(duan)約爲其(qí)工作段(duan)的三分(fèn)之二，其(qí)特性與(yu)傳感器(qì)結構尺(chǐ)寸及流(liú)體粘性(xìng)有關。在(zài)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(yu)傳感器(qì)流㊙️量下(xià)*，儀表🏃🏻‍♂️系(xì)數随着(zhe)流量迅(xùn)速💔變化(hua)。壓力損(sun)失與流(liu)量近似(si)爲平方(fāng)關系。當(dang)流量超(chao)過流量(liàng)上*要注(zhu)意防止(zhǐ)空穴現(xiàn)象。結構(gou)相似的(de)TUF特(tè)性曲線(xian)的形狀(zhuang)是相似(si)的，它僅(jin)在系統(tǒng)誤差水(shui)平💯方面(mian)有所不(bú)同。

圖2 渦輪流(liu)量計特(te)性曲線(xian)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xi)數由流(liú)量校驗(yàn)裝置校(xiao)驗得出(chū)，它*不問(wèn)🏒傳感器(qi)内部流(liú)體機理(li)，把傳感(gan)器作爲(wei)一個黑(hēi)匣子，根(gen)據輸入(ru)📐（流量👅）和(he)輸出（頻(pin)率脈沖(chòng)信号）确(que)定其🏃🏻轉(zhuan)換系💰數(shu)，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(shì)有條件(jian)的，其校(xiào)驗🐇條件(jian)是參考(kǎo)條件，如(ru)果使用(yong)時偏離(li)此條件(jian)系數将(jiāng)發生變(bian)化，變化(hua)的情況(kuàng)視傳感(gǎn)器類型(xíng)，管道安(an)裝條件(jian)和流體(ti)物性參(cān)數的情(qíng)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(lie)出葉輪(lún)的運動(dong)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(lì)矩；

M₃： 軸(zhóu)承摩擦(ca)阻力矩(ju)；

M₄： 磁阻(zǔ)力矩。

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

公式(shì)4

式中 n： 葉輪(lun)轉速；

qv： 體積(ji)流量；

A： 與流(liú)體物性(xìng)（密度、粘(zhān)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(miàn)積等）有(yǒu)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(xì)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(liàng)方程，它(tā)們适用(yong)于各種(zhǒng)傳感♍器(qi)結構及(jí)流體工(gong)作條件(jian)。至今渦(wo)輪儀表(biao)特性的(de)水❗動力(li)學特性(xìng)仍舊不(bu)很清楚(chu)，它與流(liu)體物🐕性(xing)及流動(dong)特性有(you)複雜🤩的(de)關系。比(bǐ)如當流(liú)場有旋(xuán)渦和非(fēi)對稱速(su)度分布(bù)時水動(dòng)力🔴學特(te)性就非(fēi)常複雜(za)🈲。不能用(yong)理論式(shi)推導儀(yi)表系數(shù)，儀表系(xi)㊙️數仍需(xu)由實🏃‍♂️流(liu)校驗确(què)定。但是(shi)理論流(liu)量方程(cheng)有巨大(dà)的實用(yòng)意義，它(ta)可用于(yu)指導傳(chuán)感器💃結(jie)構參數(shu)💛設計及(jí)現場使(shǐ)用條件(jian)變化時(shí)儀表系(xi)數變化(hua)規律的(de)預🛀🏻測和(he)估算。

三、液(yè)體渦輪(lun)流量計(ji)傳感器(qì)産品(pin)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(xing)好，短期(qī)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(xiao)準或在(zài)線校❗準(zhun)可🤟得到(dào)*的精度(du)，在貿易(yi)結算中(zhong)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(liàng)計量及(ji)與計算(suan)機連接(jie)，無零點(dian)漂移，抗(kàng)幹擾能(néng)力強；

4. 可(ke)獲得很(hěn)高的頻(pin)率信号(hào)（3~4kHz），信号分(fèn)辨力強(qiang)；

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

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

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

8. 型傳感(gan)器類型(xíng)多，可根(gen)據用戶(hù)特殊需(xu)要設計(ji)爲各類(lèi)💛型傳🥰感(gǎn)器，例如(rú)低溫型(xing)、雙向型(xing)、井下型(xíng)、混砂型(xíng)等；

9. 可制(zhì)成插入(rù)型，适用(yòng)于大口(kǒu)徑測量(liàng)，壓力損(sǔn)失小，價(jia)格✊低，可(kě)不❗斷流(liu)取出，安(ān)裝維護(hu)方便。

四、基本(běn)參數與(yu)技術性(xìng)能

1.技術性(xìng)能表1

2.測量範(fan)圍及工(gōng)作壓力(li)表2

五、儀表(biao)分類

1．按儀(yi)表功能(néng)分類，LWGY系(xi)列渦輪(lun)流量計(ji)可分爲(wei)2大類，即(ji)：

l 渦(wo)輪流量(liàng)傳感器(qì)/變送器(qì)

l 智(zhi)能一體(ti)化渦輪(lún)流量計(jì)

2．功(gong)能說明(míng)

l 渦(wō)輪流量(liang)傳感器(qì)/變送器(qi)

該類(lèi)渦輪流(liú)量産品(pin)本身不(bú)具備現(xiàn)場顯示(shì)功能，僅(jin)将流♉量(liang)信号🍉遠(yuan)傳輸出(chu)。流量信(xìn)号可分(fèn)爲脈沖(chong)信号或(huo)電✏️流信(xin)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(xiǎn)示儀、PLC、DCS等(deng)計算機(ji)控制系(xì)統配合(hé)使用。

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

LWGY-□N型(xíng)傳感器(qi)：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(chuan)輸距離(li)≤1000米；

儀(yí)表選型(xíng)表3