渦輪流量計（以下簡稱TUF）是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風(fēng)速計、水表等。TUF由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成，傳感器采用多葉片的轉(zhuǎn)子感受流體的平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)數(shù)）可用機械、磁感應(yīng)、光電方式檢出并由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據(jù)稱美國早在1886年即發(fā)布過個TUF，1914年的認(rèn)為TUF的流量與頻率有關(guān)。美國的臺TUF是在1938年開發(fā)的，它用于飛機上燃油的流量測量，只是直至二戰(zhàn)后因噴氣發(fā)動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速響應(yīng)的流量計才使它獲得真正的工業(yè)應(yīng)用。如今，它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛應(yīng)用。????流量計中TUF、容積式流量計和科氏質(zhì)量流量計是三類重復(fù)性、度佳的產(chǎn)品，而TUF又具有自己的特點，如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應(yīng)高參數(shù)等，是其他兩類流量計是難以達到的。????KCLWGY系列渦輪流量計是吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏，安裝維護使用方便等特點的新一代渦輪流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質(zhì)，工作溫度下運動粘度小于5×10-6m2/s的液體，對于運動粘度大于5×10-6m2/s的液體，可對流量計進行實液標(biāo)定后使用。若與具有功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制、超量報警等，是流量計量和節(jié)能的理想儀表。?二、工作原理????圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡圖，由圖可見，當(dāng)被測流體流過傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。渦輪流量計的流量方程可分為兩種：實用流量方程和理論流量方程。?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（1）???????實用流量方程qv=f/K???????????????公式1qm=qvρ??????????????公式2式中???qv,?qm?……分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s;???????????f?……流量計輸出信號的頻率，Hz;???????????K?……流量計的儀表系數(shù)，P/m3。???流量計的系數(shù)與流量（或管道雷諾數(shù)）的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下，儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過流量上要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。????圖2??渦輪流量計特性曲線????傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出，它完全不問傳感器內(nèi)部流體機理，把傳感器作為一個黑匣子，根據(jù)輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)（儀表系數(shù)）是有條件的，其校驗條件是參考條件，如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。（2）???????理論流量方程根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程???????????????公式3式中?????J：?????葉輪的慣性矩；?????dw/dt：?????葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度；M1：???流體的驅(qū)動力拒；M2：???粘性阻力矩；M3：???軸承摩擦阻力矩；M4：???磁阻力矩。當(dāng)葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時，?0，則M1=M2+M3+M4。經(jīng)理論分析與實驗驗證可得???????????????公式4式中???n：???葉輪轉(zhuǎn)速；qv：???體積流量；A：???與流體物性（密度、粘度等），葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（葉片傾角、葉輪直徑、流道截面積等）有關(guān)的系數(shù)；B：???與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數(shù)；C：???與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。???國內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動力學(xué)特性仍舊不很清楚，它與流體物性及流動特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù)，儀表系數(shù)仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用于傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及現(xiàn)場使用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測和估算。?三、產(chǎn)品特點1.?????????高度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；2.?????????重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到極高的度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計；3.?????????輸出脈沖頻率信號，適于總量計量及與計算機連接，無零點漂移，抗干擾能力強；4.?????????可獲得很高的頻率信號（3~4kHz），信號分辨力強；5.?????????范圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；6.?????????結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；7.?????????適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；8.?????????型傳感器類型多，可根據(jù)用戶需要設(shè)計為各類型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂型等；9.?????????可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便?；拘?該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號遠(yuǎn)傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號（4-20mA）；儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。智能一體化渦輪流量計，采用的功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。儀表具備儀表系數(shù)三點修正，智能補償儀表系數(shù)非線性，并可進行現(xiàn)場修正。高清晰液晶顯示器同時顯示瞬時流量（4位有效數(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。引智能該系列流量計采用的功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，通過微處理單元對由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道采集的信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償，自動進行壓縮因子修正，在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)（瞬時流量、日累積流量、總累積流量、溫度、壓力、時間、日期、電池電量）直觀的顯示出來，并可輸出工況、標(biāo)況脈沖信號、4-20mA、RS485、IC卡信號等多種通訊信號。儀表采用內(nèi)置鋰電池和外供24VDC雙供電方式，當(dāng)用戶不需要任何信號輸出功能時可不用對儀表24VDC外供電，儀表自動切換到內(nèi)置鋰電池供電，電池電量可連續(xù)工作3年以上。該類渦輪流量計為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。智能氣體智能氣體渦輪流量計?[1]??是吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開發(fā)的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表，具有出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計量。?該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號以脈沖信號的方式遠(yuǎn)傳輸出。儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT6。新版液體新版液體渦輪流量計是吸取了國內(nèi)外流量儀表技術(shù)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單，輕巧，精度高，重復(fù)性好，反應(yīng)靈敏，安裝維護方便等特點的新一代渦輪流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cc18Ni8Ti，2Cr13及剛玉AI3O3硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維，顆粒等雜志，工作溫度下運動粘度小于5×10-6m2/s的液體，對于運動粘度大于5×10-6m2/s的液體，可對流量計進行實液標(biāo)定后使用，若于具有功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制，超量報，是流量計和節(jié)能的理想儀表。傳感器該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號遠(yuǎn)傳輸出。流量信號可分為脈沖信號或電流信號（4-20mA）；儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統(tǒng)配合使用。該類渦輪流量產(chǎn)品均分為基本型和防爆型（ExdIIBT6）兩種。按照不同的輸出信號，該類產(chǎn)品可分為LWGY-□N型和LWGY-□A型LWGY-□N型傳感器：12～24VDC供電，三線制脈沖輸出，高電平≥8V，低電平≤0.8V；信號傳輸距離≤1000米；LWGY-□A型變送器：24VDC供電，二線制4-20mA?輸出，信號傳輸距離≤1000。智能一體化渦輪流量計采用的功耗單片微機技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表，采用雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有機構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點。儀表具備儀表系數(shù)三點修正，智能補償儀表系數(shù)非線性，并可進行現(xiàn)場修正。高清晰液晶顯示器同時顯示瞬時流量（4位有效數(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟。該類渦輪流量計均為防爆產(chǎn)品，防爆等級為：ExdIIBT。該類渦輪流量計按照供電方式、是否具備遠(yuǎn)傳信號輸出可分為LWGY-□B型和LWGY-□C型LWGY-□B型：供電電源采用3.2V10AH鋰電池（可連續(xù)運行4年以上）；?無信號輸出功能。LWGY-□C型：供電電源采用24VDC外供電，輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)兩線制電流信號，并可根據(jù)不同的現(xiàn)場需要，可增加RS485或HART通訊。渦輪流量計是一種速度式儀表,它具有壓力損失小,準(zhǔn)確度高,始動流量低,抗震與抗脈動流動性好,測量范圍寬，容易維修等特點,渦輪流量計是將渦輪置于被測流體中,當(dāng)流體進入流量計時,在結(jié)構(gòu)的整流器的作用下得到整流并加速,在一定流量范圍內(nèi)渦輪的角速度和流量成正比,利用電磁感應(yīng)原理感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號,該信號經(jīng)前置放大器,整形后,得到實際流量,并顯示在LCD屏上.如果同溫度,壓力傳感器檢測到的信號一起輸入智能流量積算儀進行運算處理,將得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的流量,并顯示在LCD屏上.應(yīng)用:渦輪流量計?[7]??適用范圍廣泛，進行工業(yè)爐窯熱平衡測試?[8]??，對于掌握工業(yè)爐窯的熱能利用情況，提高產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本，其經(jīng)濟效益無疑是巨大的。在實際測試的過程中，渦輪流量計因其精度高，測量范圍寬，耐壓高，且有數(shù)字信號輸出，在工業(yè)鍋爐熱平衡測試中得到首先選用。在工業(yè)鍋爐進行的實際情況下，限于各種條件的制約，工業(yè)鍋爐的給水一般為隨時間負(fù)荷變化的間歇式的給水方式，這種方式?jīng)Q定了在鍋爐上水的主管道管路內(nèi)的流動體，即上水的流動通常表現(xiàn)為紊流的流動過程，即工業(yè)鍋爐的管道內(nèi)的水流為不規(guī)則的一邊相互混合一邊流動的狀態(tài)，而準(zhǔn)確的計量工業(yè)鍋爐的給水流量和溫度，對于正確地分析熱平衡測試結(jié)果是十分關(guān)鍵的。渦輪流量計正是由于有數(shù)字信號輸出，相應(yīng)度靈敏才可準(zhǔn)確的準(zhǔn)時的響應(yīng)水流的紊流變化。在一個時間周期內(nèi)，工業(yè)鍋爐上水管道的流量為管道截面積F的積分，即Q=∫FVDF，而其他原理的流量計是很難達到渦輪流量計的高精度的。

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