1.1渦(wō)輪流量(liàng)計工作(zuo)原理
渦(wō)輪流量(liang)計
是一(yi)種速度(dù)式流量(liàng)計，其工(gōng)作原理(li)是根據(ju)置于流(liú)體中🌈的(de)葉輪的(de)旋轉角(jiǎo)速度與(yu)流體流(liu)速成正(zheng)比，通過(guo)測量葉(ye)輪的旋(xuán)轉💋角速(su)度得到(dào)被測流(liú)體的流(liu)速，從而(er)得到管(guǎn)道内的(de)流量值(zhi)[27]。整個儀(yi)表由殼(ke)體、導向(xiang)體（疏流(liú)器）、葉輪(lun)、軸、軸承(cheng)及信号(hào)👈檢測器(qì)等組成(cheng)。流量🚩計(jì)内部結(jie)構如圖(tu)2-2所示。
渦輪流(liú)量計在(zài)管道中(zhong)心安放(fàng)一個渦(wo)輪，兩端(duan)由軸承(cheng)支撐。當(dāng)流體進(jin)入流量(liang)計時，首(shǒu)先要經(jīng)過渦輪(lún)流量計(ji)👨❤️👨内部特(te)殊結構(gòu)的前導(dao)流體并(bing)加速。在(zai)流體的(de)作用下(xia)🍉，渦輪葉(yè)片會與(yu)流體流(liu)向形成(chéng)一定角(jiǎo)度，這🏃♀️個(ge)時候渦(wō)輪就會(hui)産生轉(zhuan)動力矩(ju)，這個轉(zhuan)動力矩(ju)需💞要克(kè)服阻力(li)🔱力矩和(hé)摩擦力(lì)矩之後(hòu)才能帶(dài)動渦輪(lun)開始轉(zhuǎn)動。當💚轉(zhuan)動力矩(ju)、阻力力(lì)🚶矩和摩(mo)擦力矩(jǔ)達到平(píng)衡時，渦(wō)🌈輪的轉(zhuǎn)💚速就會(huì)恒定[27]。而(ér)且渦輪(lún)轉動速(sù)度與流(liú)量成線(xian)性關系(xì)。葉輪的(de)轉速經(jīng)一副齒(chǐ)輪減速(su)👅，同時由(yóu)一個密(mi)封的磁(cí)性耦合(he)器件将(jiāng)轉動的(de)趨勢傳(chuán)到儀表(biǎo)外部的(de)機械式(shi)計數器(qì)。利用電(diàn)磁感應(ying)原理，通(tong)過旋轉(zhuǎn)✍️的渦輪(lún)葉片頂(ding)端導磁(ci)體周期(qi)性地改(gǎi)變磁⛷️阻(zu)，将檢測(cè)線圈檢(jiǎn)測到的(de)磁通周(zhōu)期變化(huà)信号送(sòng)入前置(zhì)✂️放大器(qì)，經過放(fang)大、整形(xing)，産生與(yu)流速成(chéng)正比的(de)脈沖信(xin)号，送入(ru)㊙️單位與(yǔ)流量積(ji)算電路(lu)，得到并(bìng)顯示累(lèi)積流量(liàng)值；同時(shí)将脈沖(chòng)信号送(sòng)🔴入頻率(lǜ)-電流轉(zhuan)換🏒電路(lu)，轉換成(chéng)模拟電(diàn)🈲流，進而(ér)指示瞬(shùn)時流量(liàng)值。
渦輪(lun)流量計(ji)的流量(liàng)方程爲(wei)
Qv=f/K（2-1）
公式（2-1）中(zhōng)，Qv爲體積(ji)流量，單(dan)位m3/h。f爲流(liú)量計輸(shu)出信号(hao)的頻🌈率(lü)，單位Hz。K爲(wei)流量計(ji)的儀表(biǎo)系數，單(dān)位脈沖(chong)數/m3。
渦輪(lún)流量計(ji)流量特(tè)性曲線(xiàn)如圖2-1所(suǒ)示[7]。從特(te)性曲線(xian)可☀️以看(kan)出👈，當流(liu)量計從(cóng)零開始(shi)增大時(shí)，葉輪必(bì)須先克(kè)服軸與(yǔ)軸承之(zhi)間産生(shēng)的靜摩(mo)擦力矩(ju)後才開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，極小量(liang)的🔅流體(tǐ)通過渦(wo)輪😄流量(liang)計時，渦(wō)輪并不(bu)轉動，隻(zhi)有♊當流(liu)量大于(yu)某一最(zuì)小值時(shi)，這一最(zuì)小流量(liàng)值與流(liú)體的密(mì)度成平(píng)🧑🏽🤝🧑🏻方根關(guān)系，所以(yǐ)它對密(mi)度較大(da)的流體(ti)靈敏度(dù)較好，在(zai)流量計(ji)較小時(shi)，流🔞量特(tè)性變化(huà)很大，主(zhǔ)要🌍收粘(zhan)滞性摩(mó)擦力🎯矩(ju)影響。
當(dang)流量大(dà)于某一(yi)數值後(hòu)，流量與(yǔ)轉數才(cai)近似線(xian)性關系(xi)，這就是(shi)渦輪流(liu)量計的(de)工作區(qu)域。
由于(yu)軸承壽(shòu)命、葉輪(lun)強度和(he)壓損等(deng)消極的(de)制約，渦(wō)輪不能(neng)💃🏻轉🐅動太(tài)快，因此(ci)渦輪流(liu)量計和(he)其他流(liú)量計一(yī)樣，存在(zai)測量的(de)上下限(xiàn)🐕。
1.2渦輪流(liú)量計優(yōu)缺點
渦(wō)輪流量(liàng)計在石(shí)油化工(gong)、有機液(yè)體、無機(ji)液、液化(hua)氣、天然(ran)氣和低(di)🐆溫流體(ti)中有着(zhe)廣泛的(de)應用，在(zai)使用量(liàng)上是僅(jǐn)次于孔(kǒng)闆流量(liang)計📐的計(ji)量儀表(biao)。
（一）渦輪(lún)流量計(ji)的優點(diǎn)
（1）高精度(dù)
對于液(yè)體一般(bān)爲±0.25%~±0.5%，高精(jīng)度型可(ke)達到±0.15%；當(dāng)介質爲(wei)氣體時(shi)，一般爲(wèi)±1.5%，特殊專(zhuān)用型爲(wei)±0.5%~1%，在所用(yong)流量計(jì)中，渦輪(lun)流量計(ji)屬于最(zuì)精确的(de)。
（2）重複性(xing)好
短期(qi)重複性(xìng)可達0.05%~0.2%，正(zheng)是由于(yu)其具有(yǒu)良好的(de)重複性(xing)，如經常(chang)校準或(huo)在線校(xiào)準可得(de)極高的(de)精确度(dù)，使其成(chéng)爲在貿(mào)易結算(suàn)計量的(de)優秀解(jiě)決方案(àn)之一。
（3）測(cè)量範圍(wei)寬
中大(dà)口徑可(kě)達40:1~10:1，小口(kǒu)徑爲6:1或(huò)5:1。
（4）輸出脈(mo)沖頻率(lǜ)信号
适(shì)于總量(liàng)計量及(jí)計算機(jī)連接，無(wú)零點漂(piao)移，抗幹(gàn)擾能力(li)🈚強📐。可獲(huò)得很高(gao)的頻率(lü)信号（3~4Hz），信(xin)号分辨(biàn)率強[23]。
（5）适(shi)用于高(gāo)壓測量(liàng)
儀表表(biǎo)體不必(bì)開孔，易(yì)制成高(gāo)壓型儀(yí)表。
（6）結構(gou)類型多(duō)，可适應(yīng)各種測(ce)量對象(xiang)的需要(yao)。
（二）渦輪(lun)流量計(jì)的缺點(diǎn)
（1）難以長(zhang)期保持(chí)校準特(te)性，需要(yào)定期校(xiào)驗。對于(yu)無潤🥰滑(hua)性的液(ye)🔞體，液體(tǐ)中含有(you)懸浮物(wu)或具有(you)腐蝕性(xing)時，容易(yi)造成軸(zhóu)承🎯磨損(sun)及卡住(zhù)等問題(tí)，限制了(le)其使用(yòng)範圍，特(tè)殊工況(kuàng)需要采(cai)🤟用耐磨(mo)硬質合(he)金軸和(he)軸承。有(you)貿易儲(chu)運和高(gāo)精度測(ce)量要求(qiú)時，最好(hao)配備現(xiàn)場校驗(yan)設備，可(kě)💛定期校(xiao)準以保(bao)持其特(tè)性。
（2）不适(shi)用于較(jiào)高粘度(dù)介質（高(gao)粘度型(xíng)除外），随(suí)着粘度(dù)的增👣大(da)♍，流量計(jì)測量下(xià)限值提(ti)高，測量(liang)範圍縮(suo)小，線性(xìng)度❤️變差(cha)。
（3）流體物(wù)性（密度(du)、粘度）對(duì)儀表特(te)性影響(xiang)較大。氣(qì)體渦🔱輪(lun)流⛹🏻♀️量計(ji)易受到(dào)密度的(de)影響，而(ér)液體渦(wō)輪流量(liàng)計對粘(zhān)度變化(hua)的㊙️反應(yīng)敏感。由(yóu)于密度(dù)和粘度(dù)與溫度(du)、壓力關(guan)👌系密切(qie)☁️，在現場(chǎng)溫度、壓(yā)力波動(dòng)較大的(de)情況下(xià)，要根據(ju)它們對(duì)精确度(du)影響的(de)程度采(cai)取補償(cháng)措施，才(cái)能使流(liú)量計保(bǎo)持在較(jiào)高的精(jīng)度。
（4）流量(liang)計受到(dào)來自流(liu)速分布(bù)畸變和(he)旋轉流(liu)的影響(xiǎng)🐕較🤞大，一(yi)次表🔱上(shàng)下遊都(dōu)需設置(zhì)較長的(de)直管段(duan)，安裝空(kong)間要求(qiú)嚴格。
（5）對(duì)被測介(jiè)質的潔(jie)淨度要(yào)求較高(gāo)，限制了(le)其适用(yòng)領域，雖(suī)然可以(yi)通過安(ān)裝過濾(lü)器以适(shì)應髒污(wu)介質，但(dàn)亦帶來(lai)壓損增(zēng)大、維護(hu)量💯增大(dà)等一系(xì)列問題(ti)，因此在(zài)由于潔(jié)淨度較(jiao)差的流(liu)體測量(liang)時要謹(jin)慎使用(yong)。
（6）小口徑(jing)（2”以下）儀(yi)表流量(liàng)特性受(shou)物性影(ying)響嚴重(zhong)，儀表性(xing)能👉難以(yǐ)提🌏高。
1.3渦(wō)輪流量(liàng)計安裝(zhuang)形式
渦(wo)輪流量(liang)計根據(jù)口徑的(de)不同安(ān)裝形式(shi)分爲法(fǎ)蘭連☎️接(jiē)、螺紋連(lian)🍉接以及(jí)夾裝式(shì)連接三(sān)種安裝(zhuāng)方式。螺(luó)紋連接(jiē)與夾裝(zhuāng)式連接(jie)一般常(cháng)用于小(xiao)口徑管(guǎn)線。渦輪(lun)流量計(ji)安裝時(shí)液體流(liu)動方向(xiàng)應與傳(chuán)感器外(wài)殼上指(zhǐ)示流向(xiang)的箭頭(tóu)💰方向一(yi)緻。典型(xíng)的渦輪(lún)流量計(jì)安裝如(rú)圖2-3所💰示(shi)[8]。
液體(tǐ)渦輪流(liu)量傳感(gan)器可水(shui)平、垂直(zhi)安裝，垂(chui)直安裝(zhuāng)時📞流體(tǐ)方向♋必(bì)須向上(shang)。液體應(yīng)充滿管(guan)道，不得(de)有氣👈泡(pao)。直管段(duàn)内壁應(yīng)光滑清(qīng)潔，無凹(āo)痕、積垢(gou)和起皮(pí)等缺陷(xiàn)。
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