渦輪(lun)流量計(ji)dn20

渦(wo)輪流量(liàng)計dn20（以下簡(jian)稱TUF）是葉輪(lún)式流量(liang)（流速）計(jì)的主要(yào)品種，葉(ye)輪式流(liú)量計還(hai)有風速(sù)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(gǎn)受流體(ti)的平均(jun)流速，從(cong)而推導(dao)出流量(liang)或總量(liàng)。轉子的(de)轉速（或(huo)轉數）可(ke)用機械(xie)、磁感應(ying)、光電方(fāng)式檢出(chū)并由讀(du)出裝置(zhì)🔅進行顯(xian)♌示和傳(chuan)送記錄(lu)。據稱美(měi)國早在(zai)1886年(nián)即發布(bu)過第一(yi)個TUF專li，1914年的專(zhuān)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(shì)在1938年開發(fā)的，它用(yong)于飛機(ji)上燃油(yóu)的流量(liang)測量，隻(zhi)是直至(zhi)二戰後(hòu)⭕因噴氣(qi)發動機(ji)和液體(ti)噴氣燃(ran)料急需(xu)一種高(gao)精度、快(kuài)速響應(yīng)的流量(liàng)計才使(shǐ)它獲得(dé)真正的(de)工業應(ying)用。如今(jin)，它已在(zai)石油、化(hua)🥵工、科研(yán)、國防、計(jì)量各🔴部(bù)門中獲(huo)得廣泛(fàn)應用。

渦(wō)輪流量(liàng)計dn20中TUF、容積式(shi)流量計(ji)和科氏(shì)質量流(liú)量計是(shi)三類重(zhong)複性、精(jīng)度佳的(de)産品，而(er)TUF又(you)具有自(zì)己的特(tè)點，如結(jie)構簡單(dān)、加工零(ling)部件少(shao)、重量🍉輕(qīng)、維修方(fang)👅便、流通(tong)能力大(da)和可适(shi)應高參(can)數等，是(shi)其他兩(liǎng)類❤️流量(liang)計是⭐難(nán)以🈲達到(dào)的。

LWGY系(xi)列渦輪(lún)流量計(jì)是吸取(qǔ)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(jié)構簡單(dan)、輕巧、精(jing)度高、複(fu)現性好(hao)、反應靈(líng)敏，安裝(zhuāng)維護使(shǐ)用方便(biàn)等特點(diǎn)的新一(yi)代渦🌈輪(lún)流量計(jì)，廣泛用(yòng)于測量(liàng)封閉管(guǎn)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(kē)粒等雜(za)質，工⭐作(zuò)🏃‍♀️溫度下(xià)運👌動粘(zhan)度小于(yu)5×10^-6m²/s的(de)液體，對(dui)于運動(dòng)粘度大(da)于5×10^-6m²/s的液體(tǐ)，可對流(liú)量計進(jìn)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(biǎo)配套，還(hái)可以進(jìn)行定量(liàng)控制、超(chāo)💛量報警(jing)等，是流(liú)量計量(liang)和節能(néng)的理想(xiǎng)儀表。

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

圖1所示爲(wei)渦輪流(liu)量傳感(gan)器結構(gòu)簡圖，由(you)圖可見(jiàn)，當被測(ce)🥵流✏️體流(liu)過傳感(gǎn)器時，在(zai)流體作(zuò)用下，葉(ye)輪受力(lì)旋轉，其(qi)轉速與(yǔ)管道平(píng)均流速(sù)成正比(bi)，葉輪的(de)轉動周(zhōu)期地改(gai)變磁電(dian)轉換器(qi)的磁阻(zǔ)值。檢測(ce)線圈中(zhong)的磁🏃‍♂️通(tōng)随之發(fa)生周期(qi)性變化(hua)，産生周(zhōu)期性的(de)感應電(diàn)勢，即電(dian)脈沖信(xin)📱号，經放(fang)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(fen)爲兩種(zhǒng)：實用流(liú)量方程(chéng)和理論(lun)流量方(fang)程。

（1） 實用(yòng)流量方(fang)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(xin)号的頻(pín)率，Hz;

K ……流量計(jì)的儀表(biǎo)系數，P/m³。

流量計(jì)的系數(shù)與流量(liang)（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(jian)，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(duàn)約爲其(qí)工作段(duan)的三分(fèn)之二，其(qí)特㊙️性與(yǔ)🔞傳感器(qi)結構尺(chǐ)寸及流(liú)體粘性(xing)有關。在(zài)非線性(xing)🙇‍♀️段，特性(xing)受軸承(cheng)摩擦力(lì)✍️，流體粘(zhan)♈性阻力(lì)影響較(jiào)大。當流(liu)量低于(yu)傳感器(qì)流🌈量下(xia)*，儀表🈲系(xì)數随着(zhe)流量迅(xùn)速🌈變化(huà)。壓力損(sun)失與流(liu)量近似(sì)爲平方(fāng)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(gou)相似的(de)TUF特(tè)性曲線(xian)的形狀(zhuàng)是相似(si)的，它僅(jǐn)在系統(tong)誤差水(shui)平方😍面(mian)有所🌈不(bú)同。

圖2 渦輪流(liu)量計特(tè)性曲線(xian)

傳(chuán)感器的(de)儀表系(xì)數由流(liú)量校驗(yàn)裝置校(xiào)驗得出(chū)，它*不問(wen)傳感💔器(qì)内部流(liu)體機理(li)，把傳感(gan)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(què)定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于(yú)實際🐆應(ying)用。但要(yào)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(kǎo)條件，如(rú)果使用(yong)時偏離(lí)此條件(jiàn)系數将(jiāng)發生變(bian)化，變化(hua)的情況(kuang)視傳感(gan)器🚶類型(xíng)，管道安(an)裝條件(jian)和流體(ti)物性🈲參(cān)數💔的情(qing)況而定(ding)。

（2） 理論流(liú)量方程(cheng)

根(gēn)據動量(liàng)矩定理(li)可以列(liè)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(jia)速度；

M₁： 流體的(de)驅動力(lì)拒；

M₂： 粘(zhan)性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhou)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(lun)分析與(yǔ)實驗驗(yàn)證可得(de)

公式(shì)4

式中 n： 葉輪(lún)轉速；

qv： 體積(ji)流量；

A： 與流(liú)體物性(xing)（密度、粘(zhan)度等），葉(ye)輪結構(gou)參數（葉(ye)片傾角(jiǎo)、葉輪直(zhi)徑、

流(liu)道截面(miàn)積等）有(yǒu)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(xì)數；

C： 與摩擦(cā)力矩有(you)關的系(xì)數。

國(guo)内外學(xue)者提出(chū)許多理(li)論流量(liang)方程，它(tā)們适用(yong)于💰各種(zhǒng)傳感器(qì)結構及(jí)流體工(gong)作條件(jian)。至今渦(wo)輪儀表(biǎo)特性的(de)水🐕動力(lì)學特✍️性(xìng)仍舊不(bu)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(bǐ)如當流(liú)場有旋(xuan)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(za)❗。不能用(yòng)理論🐆式(shi)推導儀(yi)表系數(shù)，儀表系(xì)數仍需(xu)由實流(liú)校驗确(què)定。但是(shi)理論流(liu)量方程(chéng)有巨大(da)的實用(yòng)意義，它(tā)可用于(yu)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(xì)數變化(hua)規律的(de)預測和(he)估算。

三、液(ye)體渦輪(lun)流量計(jì)傳感器(qi)産品(pin)特點

1. 高(gāo)精度，一(yi)般可達(dá)±1%R、±0.5%R，高精度(dù)型可達(dá)±0.2%R；

2. 重複性(xìng)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(zhong)複性，如(rú)經常校(xiao)準或在(zai)線校準(zhǔn)可得到(dao)*的精度(du)，在貿易(yi)結算中(zhong)是優先(xiān)選用的(de)流量計(ji)；

3. 輸出脈(mo)沖頻率(lü)信号，适(shì)于總量(liàng)計量及(ji)與計算(suàn)機連接(jiē)🏃🏻‍♂️，無☁️零點(dian)漂🧡移，抗(kàng)幹擾能(neng)力強；

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

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(an)裝維護(hu)方便，流(liu)通能力(li)大；

7. 适用(yong)高壓測(ce)量，儀表(biao)表體上(shang)不必開(kāi)孔，易制(zhi)成高壓(ya)型💞儀表(biǎo)；

8. 型傳感(gǎn)器類型(xing)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(xíng)、雙向型(xing)、井下型(xing)、混砂型(xíng)等；

9. 可制(zhì)成插入(ru)型，适用(yong)于大口(kou)徑測量(liang)，壓力損(sǔn)失小，價(jia)格低，可(ke)不斷流(liu)取出，安(ān)裝維護(hù)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(fàn)圍及工(gōng)作壓力(lì)表2

五、儀表(biǎo)分類

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

l 渦(wo)輪流量(liang)傳感器(qì)/變送器(qi)

l 智(zhì)能一體(ti)化渦輪(lún)流量計(jì)

2．功(gōng)能說明(ming)

l 渦(wo)輪流量(liang)傳感器(qi)/變送器(qì)

該類(lei)渦輪流(liu)量産品(pin)本身不(bu)具備現(xiàn)場顯示(shi)功能，僅(jin)将流🐕量(liang)信号遠(yuan)傳輸出(chu)。流量信(xìn)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(qiao)，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(hé)使用。

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

LWGY-□N型(xing)傳感器(qì)：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(yi)表選型(xíng)表3