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简述涡轮流量计原理与结构特点

来源:ow 发布时间:2012-04-09 13:56:16
  涡轮流量计采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速的原理。由传感器和显示仪两部分组成,可以分为:一体式涡轮流量计、分体式涡轮流量计。广泛应用于石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。
结构图如下:

  在测量过程中,被测流体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中磁通随之发生周期性变化,产生周期性的感应电势,即电脉冲信号,经放大器放大后,由显示仪表显示。
流量方程为
  qv=f/K (7.1)
  qm=qvρ (7.2)
式中 qv,qm-分别为体积流量,m3/s,
质量流量,kg/s;
f-流量计输出信号的频率,Hz;
K-流量计的仪表系数,P/m3。
流量计的仪表系数与流量(或管道雷诺数)的关系曲线,涡轮流量计特性曲线如下图。

仪表系数可分为二段,即线性段和非线性段。线性段约为工作段的三分之二,其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段,特性受轴承摩擦力,流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下限时,仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象。结构相似的特性曲线的形状是相似的,他仅在系统误差水平方面有所不同。传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出,它完全不问传感器内部流体的流动机理,把传感器作为一个黑匣子,根据输入(流量)和输出(频率脉冲信号)确定其转换系数,它便于实际应用。但要注意,此转换系数(仪表系数)是有条件的,其校验条件是参考条件,如果使用时偏离此条件,系数将发生变化,变化的情况视传感器类型,管道安装条件和流体物性参数的情况而定,精度可与电磁流量计一样。
涡轮流量计特点:高精确度,重复性好,可输出脉冲频率信号,可获得很高的频率信号(3-4kHz),信号分辨力强,范围度宽,结构紧凑轻巧,适用高压测量,专用型传感器类型多,可制成插入型,卡箍式安装,防腐型。

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