渦輪流量計的基本概述及（jí）工作原（yuán）理

1、渦輪流量計基（jī）本概述

葉（yè）輪式流量計是一種速（sù）度式流量儀表，主要有渦輪流量計、分流旋翼流量計、水表（biǎo）和葉輪風速計等。渦輪流量計是葉輪式（shì）流量計的主要品種，在國際上已有近半個世紀的工業應用曆史，我國從60年代中期開始生產，已形（xíng）成全（quán）係列化儀表。它利用置於流體中的葉輪的旋轉角速度（dù）與流體流速（sù）成比例的關（guān）係，通過測量葉輪的轉速來反映通過管道的體積流量大小，是目前流量儀表中比較成熟的高精度儀（yí）表。渦輪（lún）流量計由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表(流量積算儀（yí）)組成，可實現瞬時流量（liàng）和累積流量的計量。傳感（gǎn）器（qì）輸出與（yǔ）流量成正比（bǐ）的脈衝頻率信（xìn）號，該信號通過傳（chuán）輸線路遠距離傳送給顯示儀表，便（biàn）於進行累積和顯示。此外，傳感器輸出的脈衝頻（pín）率信號可以單獨與計算機配套使用，由計算機代（dài）替流量顯示儀表（biǎo）實現（xiàn）密度或溫度、壓力補償，顯示質量流量或氣（qì）體體積流量。本儀表適（shì）用於輕質成品油、石化產品等液體和空氣、天然氣（qì）等低粘度流體介質（zhì），通常（cháng）用於流體總量（liàng）的測量。如今，渦輪流量計已在（zài）石油、化工、科研、國防和計量等各部門（mén）中獲得廣（guǎng）泛應用。

2、渦輪流（liú）量（liàng）計的工作原理

渦輪流（liú）量傳感器的結構如圖6-1所示。

它主要由儀表殼體1、前後導向架組件2和4、葉輪組件（jiàn）3和（hé）信號檢測放大器6組成。當被測流體通過渦輪流量傳感器（qì）時，流體通過導流器衝擊渦輪葉片，由於渦輪的葉片與流體流（liú）向間有一傾角θ，流體（tǐ）的衝擊力對渦（wō）輪產生轉動力矩，使渦輪克服機（jī）械摩擦阻（zǔ）力距和流動阻力矩而轉動。實踐表明，在一定（dìng）的流量範（fàn）圍內，對於（yú）一定的流體介質粘度，渦（wō）輪的旋轉角速度與通過渦（wō）輪的流量成正比。所以，可以通過測（cè）量渦輪的旋（xuán）轉角速度來測量流量。

渦輪（lún）的旋轉角速度一般都（dōu）是通過安裝在（zài）傳感器殼體外麵（miàn）的信號檢測（cè）放大器用磁電感應的原理來測量轉換的。當渦輪轉動時，渦輪（lún）上由導磁（cí）不鏽鋼製成的螺旋形葉片依次接（jiē）近和離開（kāi）處（chù）於（yú）管壁外的磁電感應線圈，周期性地改變感應線（xiàn）圈磁回路的磁（cí）阻，使通過線圈的磁通量發生（shēng）周期性的變（biàn）化而產生與流量成正比的脈衝電信號。此脈衝信號經信號檢測放大器放大整形後送至顯示儀表（或計算機）顯示流體流量或總量。

在某**量範圍和一定粘度範圍內，渦輪流量計輸出的信號脈衝頻率ｆ與通過渦輪流量計的體積流量qν成正比。即

ｆ=Kqν

式中，K是渦輪流量（liàng）計（jì）的儀表係（xì）數（1/L或1/m3），在渦輪流（liú）量計的使用範圍內，儀表係數K應為一常數（shù），其數值由實驗（yàn）標定得到。每一台渦輪流量傳感器的校（xiào）驗合格證（zhèng）上都標（biāo）明經（jīng）過實流校驗測得的儀表係數K值（zhí）。

儀表係數（shù）K的意義（yì）是單位體積流量（或單位（wèi）體積的流體量）通過渦輪流量傳感（gǎn）器時傳感器輸出的信號脈衝頻率ｆ（或信號脈衝總數N）。所以，當測得傳感（gǎn）器輸出的信（xìn）號（hào）脈衝頻率或某一時間內的脈衝總數N後，分別除以儀表係數K（1/L或（huò）1/m3），就可得到體積（jī）流量qν（L/s或m3/s）或流體總量V（L或m3）。即