渦輪(lun)流量計dn20

渦輪流(liú)量計dn20（以下簡稱(chēng)TUF）是葉(yè)輪式流量(liàng)（流速）計的(de)主要品種(zhǒng)，葉輪式流(liu)量計還有(you)✍️風❄️速計📱、水(shui)表等。TUF由傳感器(qì)和轉換顯(xian)示儀組成(cheng)，傳感器采(cǎi)用多葉片(piàn)的轉子感(gan)受流體的(de)平均流速(sù)，從而推導(dǎo)出流量或(huo)總量。轉子(zǐ)的轉速（或(huò)轉數🔴）可用(yòng)機械、磁感(gan)應、光電方(fang)式檢出并(bìng)由讀🔞出裝(zhuang)置🌈進行顯(xian)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(wèi)TUF的流(liu)量與頻率(lǜ)有關。美國(guó)的第一台(tái)TUF是在(zài)1938年開(kāi)發的，它用(yòng)于飛機上(shàng)燃油的流(liú)量測量，隻(zhi)是直至❓二(er)戰👅後因噴(pēn)氣發動機(ji)和液體噴(pēn)氣燃料急(jí)需一種高(gāo)精度🤩、快速(sù)響應的流(liu)量計才使(shi)它獲得真(zhēn)正的工業(ye)應用。如今(jin)，它已在石(shí)油、化工、科(kē)研、國防、計(jì)量各部門(mén)中獲得廣(guǎng)泛應用。

渦(wo)輪流量計(jì)dn20中TUF、容積式(shi)流量計和(he)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(ju)有自己的(de)特點，如結(jie)構簡單、加(jia)工零部件(jiàn)少、重量輕(qing)、維修👣方🥰便(bian)、流通能力(li)大和可适(shì)應高參數(shu)等，是其他(ta)兩類‼️流量(liang)🈲計是難以(yǐ)達到的。

LWGY系(xì)列渦輪流(liú)量計是吸(xī)取了國内(nei)外流量儀(yí)表先進技(jì)🍓術經過優(yōu)化設計，具(ju)有結構簡(jian)單、輕巧、精(jing)度高、複現(xiàn)性🍉好、反應(ying)靈敏，安裝(zhuāng)維護使用(yòng)方便等特(tè)點的新一(yī)代渦輪流(liu)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(zhì)合金不起(qi)腐蝕作用(yòng)，且無纖維(wéi)、顆粒等雜(zá)質，工作溫(wen)度✔️下運👄動(dong)粘度小于(yú)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(duì)流量計進(jìn)行實液标(biao)定後使用(yong)。若與具🚩有(yǒu)特殊功能(néng)的顯示儀(yí)表配套，還(hái)可以進行(hang)定量控制(zhi)、超㊙️量報警(jing)等，是流量(liàng)計⛷️量和節(jie)能的理想(xiang)儀表。

二、液體渦(wō)輪流量計(ji)傳感器工作原(yuán)理

圖(tu)1所示(shi)爲渦輪流(liú)量傳感器(qì)結構簡圖(tu)，由圖可見(jiàn)，當被測流(liú)體流過傳(chuan)感器時，在(zài)流體作用(yòng)下，葉輪受(shou)力旋轉，其(qi)轉速與管(guǎn)⭐道平均流(liú)速成正比(bǐ)，葉輪的轉(zhuan)動周期地(dì)改🔞變磁電(diàn)轉換器的(de)磁阻❌值。檢(jiǎn)測線圈中(zhōng)的磁通随(suí)之發生周(zhou)期性變化(hua)，産生周期(qī)性的感應(yīng)電勢🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，即電(dian)脈沖信☎️号(hao)，經放大器(qi)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(zhǒng)：實用流量(liang)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(gong)式1

q_m=qvρ 公(gong)式2

式(shì)中 q_v, q_m ……分(fèn)别爲體積(jī)流量，m³/s，質量流量(liang)，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(biao)系數，P/m³。

流量(liàng)計的系數(shu)與流量（或(huò)管道雷諾(nuò)數）的關系(xi)曲線如圖(tú)2所示(shì)。由圖可見(jiàn)，儀表系數(shù)可分爲二(er)段，即線性(xing)段和📱非線(xian)性段。線性(xing)段約爲其(qí)工作段的(de)三分之二(er)，其特🔞性與(yǔ)傳感☁️器結(jie)構尺📞寸及(ji)🧡流體粘性(xìng)有關。在非(fei)線性段，特(te)性受軸承(chéng)摩擦力，流(liú)體粘性阻(zu)力影響較(jiào)大。當流量(liàng)低于傳感(gǎn)器流量下(xia)*，儀表系數(shu)随着流量(liang)迅速🏃‍♀️變化(hua)。壓力損失(shi)與流量近(jìn)似爲平方(fāng)關系。當流(liú)量超過流(liu)量上*要☀️注(zhù)意防止空(kong)穴現♍象。結(jié)構相似的(de)TUF特性(xing)曲線的形(xíng)狀是相似(sì)的，它僅在(zai)系統誤差(chà)水平方🌈面(mian)有所不同(tong)。

圖2 渦輪流(liú)量計特性(xing)曲線

傳感器的(de)儀表系數(shù)由流量校(xiào)驗裝置校(xiào)驗得出，它(tā)*不✌️問傳感(gan)器内部流(liú)體機理，把(ba)傳感器作(zuo)爲一個黑(hēi)匣子，根據(ju)輸入（流量(liàng)😘）和輸出（頻(pin)率脈沖信(xin)号）确定其(qí)轉換系♉數(shù)，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(jiàn)的，其校驗(yàn)條件是參(can)🔞考條件，如(ru)🈲果使用時(shí)偏🎯離此條(tiao)件系數将(jiang)發生變化(huà)，變化的情(qíng)況視傳感(gǎn)器類👉型，管(guan)道安裝條(tiao)件和流體(ti)物性☔參數(shù)的情況而(ér)定。

（2） 理(li)論流量方(fāng)程

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

公(gong)式3

式(shi)中 J： 葉輪的(de)慣性矩；

dw/dt： 葉(ye)輪的旋轉(zhuǎn)加速度；

M₁： 流(liu)體的驅動(dong)力拒；

M₂： 粘性阻力(lì)矩；

M₃： 軸(zhou)承摩擦阻(zǔ)力矩；

M₄： 磁阻力矩(ju)。

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

公式4

式中 n： 葉輪(lún)轉速；

qv： 體積(jī)流量；

A： 與流(liú)體物性（密(mì)度、粘度等(deng)），葉輪結構(gòu)參數（葉片(piàn)傾角、葉輪(lún)直徑、

流道(dào)截面積等(deng)）有關的系(xì)數；

B： 與葉片(pian)頂隙，流體(tǐ)流速分布(bù)有關的系(xi)數；

C： 與摩擦(cā)力矩有關(guan)的系數。

國(guó)内外學者(zhe)提出許多(duō)理論流量(liàng)方程，它們(men)适用于各(ge)🔞種傳感器(qi)結構及流(liú)體工作條(tiao)件。至今渦(wō)輪儀表特(tè)性的水動(dòng)力♊學特性(xìng)仍舊不很(hen)清楚，它與(yǔ)流體物性(xing)及流♈動特(te)性有複雜(zá)☂️的關系。比(bi)如當流場(chǎng)有旋渦🐅和(hé)非對稱🤟速(sù)度分布時(shi)水動力🈲學(xué)特性就非(fēi)常複雜🔴。不(bu)能用理論(lun)式推導儀(yi)表系數，儀(yi)表系數仍(réng)需由實流(liú)校驗确定(ding)🚶‍♀️。但💃🏻是理論(lùn)流量方程(cheng)有巨大的(de)實🌈用意⛹🏻‍♀️義(yi)，它可用于(yú)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(xi)數變化規(guī)律的預測(ce)和估算。

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

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

2. 重複性(xìng)好，短期重(zhòng)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(mao)易結算中(zhōng)是優先選(xuǎn)用的🔞流量(liàng)計；

3. 輸(shu)出脈沖頻(pín)率信号，适(shi)于總量計(jì)量及與計(ji)算機連接(jie)，無零點漂(piāo)移，抗幹擾(rao)能力強；

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

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

6. 結構緊(jin)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(yi)制成高壓(yā)型儀表；

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

9. 可(ke)制成插入(rù)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(ān)裝維護方(fāng)便。

四、基本(běn)參數與技(ji)術性能

1.技術性(xing)能表1

2.測量範圍(wéi)及工作壓(ya)力表2

五、儀(yi)表分類

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

l 渦(wo)輪流量傳(chuán)感器/變送器

l 智能一(yī)體化渦輪(lun)流量計

2．功能說(shuō)明

l 渦(wo)輪流量傳(chuan)感器/變送器

該(gāi)類渦輪流(liú)量産品本(běn)身不具備(bei)現場顯示(shi)功能，僅将(jiang)流量信🍓号(hào)遠傳輸出(chu)。流量信号(hao)可分爲脈(mo)沖信号或(huo)電流信号(hào)（4-20mA）；儀表(biao)價格低廉(lián)，集成度高(gao)，體積小巧(qiao)，特别适用(yòng)于與二次(cì)顯示儀、PLC、DCS等(deng)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(pin)可分爲LWGY-□N型和LWGY-□A型

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

儀表(biao)選型表3