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气体涡轮流量计的工作原理
点击次数:139 发布时间:2017-08-19
气体涡轮流量计的工作原理:
 
仪器仪表行业的朋友都知道涡轮流量计是叶轮式流量(流速)计的主要品种,叶轮式流量计之中还有风速计、水表等。
 
在各种流量计中,重复性、精确度最佳的产品有:涡轮流量计、容积式流量计和科氏质量流量计。而涡轮流量计具有自己的特点,比如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大(同样口径可通过的流量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等。至今,这类流量计产品可达技术参数:口径4-750mm,压力达250MPa,温度为-240-700℃,像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。
 
气体涡轮流量计广泛应用于以下一些测量对象:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站,大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。在欧洲和美国气体涡轮流量计是仅次于孔板流量计的天然气计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8MPa到6.5MPa的气体TUF,他们已成为优良的天然气流量计。
 
尽管气体涡轮流量计的优良计量特性受到人们的青睐,可是给人的印象是由活动部件,使用期短,在选用时不免踌躇,经过人们的不懈努力,应该说情况大有改观。
 
气体涡轮流量计作为最通用的流量计,其产品已发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。应该指出,气体涡轮流量计除前述工业部门大量应用外,在一些特殊部门亦得到广泛应用,如科研实验、国防科技、计量部门,这些领域的使用恰好避开了其弱点(不适于长期连续使用),充分发挥其特点(高精度,重复性好,可用于高压、高温、低温及微流量等条件)。在这些领域,大多是根据被测对象的特殊要求进行专门的结构设计,它们是专用仪表不进行批量生产。
 
气体涡轮流量计传感器结构图,当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,送至显示仪表显示。
 
TUF的实用流量方程为
 
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。
 
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。
 
流量计的仪表系数与流量(或管道雷诺数)的关系曲线。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。希望各位能从中受到启发,在以后的生活工作中能更好的发挥气体涡轮流量计的作用。
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