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第一節(jié) 概論
    渦輪流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)渦輪流量計(jì)）是葉輪式流量（流速）計(jì)的主要品種，葉輪式流量計(jì)還有風(fēng)速計(jì)、水表等。
    在各種流量計(jì)中渦輪流量計(jì)、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類(lèi)重復(fù)性、精度最佳的產(chǎn)品，而渦輪流量計(jì)又具有自己的特點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過(guò)的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。至今，這類(lèi)流量計(jì)產(chǎn)品可達(dá)技術(shù)參數(shù)：口徑4~750mm，壓力達(dá)250MPa，溫度為-240~700℃，像這樣的技術(shù)參數(shù)其他兩類(lèi)流量計(jì)則是難以達(dá)到的。
    渦輪流量計(jì)廣泛應(yīng)用于以下一些測(cè)量對(duì)象：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等。在國(guó)外液化石油氣、成品油和輕質(zhì)原油等的轉(zhuǎn)運(yùn)及集輸站，大型原油輸送管線的首末站都大量采用它進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算。在歐洲和美國(guó)渦輪流量計(jì)是僅次于孔板流量計(jì)的天然氣計(jì)量?jī)x表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺(tái)各種尺寸，壓力從0.8MPa到6.5MPa的氣體渦輪流量計(jì)，他們已成為優(yōu)良的天然氣流量計(jì)。
    盡管渦輪流量計(jì)的優(yōu)良計(jì)量特性受到人們的青睞，可是給人的印象是由活動(dòng)部件，使用期短，在選用時(shí)不免躊躇，經(jīng)過(guò)人們的不懈努力，應(yīng)該說(shuō)情況大有改觀。
    渦輪流量計(jì)作為最通用的流量計(jì)，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、全系列、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模。應(yīng)該指出，渦輪流量計(jì)除前述工業(yè)部門(mén)大量應(yīng)用外，在一些特殊部門(mén)亦得到廣泛應(yīng)用，如科研實(shí)驗(yàn)、國(guó)防科技、計(jì)量部門(mén)，這些領(lǐng)域的使用恰好避開(kāi)了其弱點(diǎn)（不適于長(zhǎng)期連續(xù)使用），充分發(fā)揮其特點(diǎn)（精度佳，重復(fù)性好，可用于高壓、高溫、低溫及微流量等條件）。在這些領(lǐng)域，大多是根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特殊要求進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它們是專(zhuān)用儀表不進(jìn)行批量生產(chǎn)。
第二節(jié) 工作原理

      圖1所示為渦輪流量計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)圖，由圖可見(jiàn)，當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)傳感器時(shí)，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(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。
      渦輪流量計(jì)的實(shí)用流量方程為
 　       qv=f/K            （7.1）
　       qm=qvρ           （7.2）
      式中
      qv,qm－分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s；
      f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；
      K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。
    流量計(jì)的儀表系數(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(jiàn)，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為工作段的三分之二，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限時(shí)，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(guò)流量上限時(shí)要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的渦輪流量計(jì)特性曲線的形狀是相似的，他僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。

    傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出，它完全不問(wèn)傳感器內(nèi)部流體的流動(dòng)機(jī)理，把傳感器作為一個(gè)黑匣子，根據(jù)輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號(hào)）確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實(shí)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(yàn)條件是參考條件，如果使用時(shí)偏離此條件，系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類(lèi)型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。
第三節(jié) 主要特點(diǎn) 
1）精度佳，對(duì)于液體一般為±0.25％R－±0.5%R，精度型可達(dá)±0.15%R；而介質(zhì)為氣體，一般為±1%R－±1.5%R，特殊專(zhuān)用型為±0.5%R－±1%R。在所有流量計(jì)中，它屬于最精確的。
2）重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)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)可得極高的精度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。
3）輸出脈沖頻率信號(hào)，適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。
4）可獲得很高的頻率信號(hào)（3-4kHz），信號(hào)分辨力強(qiáng)。
5）范圍度寬，中大口徑可達(dá)40：1-10：1，小口徑為6：1或5：1。
6）結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大。
7）適用高壓測(cè)量，儀表表體上不必開(kāi)孔，易制成高壓型儀表。
8）專(zhuān)用型傳感器類(lèi)型多，可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計(jì)為各類(lèi)專(zhuān)用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專(zhuān)用型等。
9）可制成插入型，適用于大口徑測(cè)量，壓力損失小，價(jià)格低，可不斷流取出，安裝維護(hù)方便。
10）難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn)。對(duì)于無(wú)潤(rùn)滑性的液體，液體中含有懸浮物或磨蝕性，造成軸承磨損及卡住等問(wèn)題，限制了其適用范圍，采用耐磨硬質(zhì)合金軸和軸承后情況有所改進(jìn)。對(duì)于貿(mào)易儲(chǔ)運(yùn)和高精度測(cè)量要求的，最好配備現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)設(shè)備，可定期校準(zhǔn)以保持其特性。
11）一般液體渦輪流量計(jì)不適用于較高粘度介質(zhì)（高粘度型除外），隨著粘度的增大，流量計(jì)測(cè)量下線值提高，范圍度縮小，線性度變差。
12）流體物性（密度、粘度）對(duì)儀表特性有較大影響。氣體流量計(jì)易受密度影響，而液體流量計(jì)對(duì)粘度變化反應(yīng)敏感。由于密度和粘度與溫度、壓力關(guān)系密切，在現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力波動(dòng)是難免的，要根據(jù)它們對(duì)精度影響的程度采取補(bǔ)償措施，才能保持高的計(jì)量精度。
13）流量計(jì)受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長(zhǎng)的直管段，如安裝空間有限制，可加裝流動(dòng)調(diào)整器（整流器）以縮短直管段長(zhǎng)度。
14）不適于脈動(dòng)流和混相流的測(cè)量。
15）對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高，限制了其適用領(lǐng)域，雖可安裝過(guò)濾器以適應(yīng)臟污介質(zhì)，但亦帶來(lái)壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。
16）小口徑（DN50以下）儀表的流量特性受物性影響嚴(yán)重，故小口徑渦輪流量計(jì)的儀表性能難以提高。
第四節(jié) 分類(lèi)與傳感器結(jié)構(gòu)
4.1 分類(lèi)
（1）按傳感器結(jié)構(gòu)分類(lèi)
1）軸向型（普通型）葉輪軸中心與管道軸線重合，是渦輪流量計(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)品，有全系列產(chǎn)品（DN10-DN600）。
2）切向型 葉輪軸與管道軸線垂直，流體流向葉片平面的沖角約90度，適用于小口徑微流量產(chǎn)品。
3）機(jī)械型 葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)直接或經(jīng)磁耦合帶動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，只是積算總量，測(cè)量精度比電信號(hào)檢測(cè)的傳感器稍低，其傳感器與顯示裝置組成一體式，受到用戶歡迎。
4）井下專(zhuān)用型 適用于石油開(kāi)采井下作業(yè)及采輸用，測(cè)量介質(zhì)有泥漿及油氣流等，傳感器體積受限制，需耐高壓、高溫及流體沖擊等。
5）自校正雙渦輪型 可用于天然氣等氣體流量測(cè)量，傳感器由主、輔雙葉輪組成，可由二葉輪的轉(zhuǎn)速差自動(dòng)校正流量特性的變化。
6）廣粘度型 在波特型浮動(dòng)轉(zhuǎn)子壓力平衡結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上擴(kuò)大上錐體與下錐體的直徑，增加粘度補(bǔ)償翼及承壓葉片等結(jié)構(gòu)措施，使傳感器適用于高粘度液體，如重油，粘度可達(dá)30mm2/s。
4.2 傳感器結(jié)構(gòu)
    渦輪流量計(jì)傳感器由表體、導(dǎo)向體（導(dǎo)流器）、葉輪、軸、軸承及信號(hào)檢測(cè)器組成（見(jiàn)圖1）。
1）表體。表體是傳感器的主體部件，它起到承受被測(cè)流體的壓力，固定安裝檢測(cè)部件，連接管道的作用。表體采用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁合金制造。對(duì)于大口徑傳感器已可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結(jié)構(gòu)，表體外壁裝信號(hào)檢測(cè)器。
2）導(dǎo)向體。在傳感器進(jìn)出口裝有導(dǎo)向體，他對(duì)流體起導(dǎo)向整流以及支撐葉輪的作用，通常選用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁材料制作。反推式渦輪流量傳感器的后導(dǎo)流件還要求能產(chǎn)生足夠的反推力，其結(jié)構(gòu)形式很多。前導(dǎo)流器有專(zhuān)利產(chǎn)品可以抗流體流動(dòng)的嚴(yán)重干擾。
3）渦輪。亦稱(chēng)葉輪，是傳感器的檢測(cè)元件，它由高導(dǎo)磁性材料制成。葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種，也可用嵌有許多導(dǎo)磁體的多孔護(hù)罩環(huán)來(lái)增加一定數(shù)量葉片渦輪旋轉(zhuǎn)的頻率，葉輪由支架中軸承支撐，與表體同軸，其葉片數(shù)視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對(duì)傳感器性能有較大影響，要根據(jù)流體性質(zhì)、流量范圍、使用要求等設(shè)計(jì)，葉輪的動(dòng)平衡很重要，直接影響儀表性能和使用壽命。
4）軸與軸承。它支撐葉輪旋轉(zhuǎn)，需有足夠的剛度、強(qiáng)度和硬度、耐磨性、耐腐蝕性等。它決定著傳感器的可靠性和使用期限。傳感器失效通常是由軸與軸承引起的，因此它的結(jié)構(gòu)與材料的選用以及維護(hù)是很重要的。
5）信號(hào)檢測(cè)器。國(guó)內(nèi)常用變磁阻式，如圖1上半部分所示。由永久磁鋼、導(dǎo)磁棒（鐵芯）、線圈等組成。永久磁鋼對(duì)葉片有吸引力，產(chǎn)生磁阻力矩，小口徑傳感器在小流量時(shí)，磁阻力矩在諸阻力矩中成為主要項(xiàng)，為此將永久磁鋼分為大小兩種規(guī)格，小口徑配小規(guī)格以降低磁阻力矩。輸出信號(hào)有效值在10mV以上的可直接配用流量計(jì)算機(jī)，配上放大器則輸出伏級(jí)頻率信號(hào)。
傳感器結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，這里介紹幾種廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。
1）止推式渦輪流量傳感器 這類(lèi)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖于圖3。其中圖（a）與圖（b）為軸尖止推類(lèi)，采用平面或球面點(diǎn)接觸，接觸點(diǎn)與傳感器軸線重合，點(diǎn)接觸的優(yōu)點(diǎn)是摩擦力矩很小，可用于較低的下限流量，但是大流量時(shí)磨損嚴(yán)重。圖（c）為端面面接觸止推型，端頭呈球形，軸承為平面型。此類(lèi)結(jié)構(gòu)僅用于小口徑（DN≤15mm）傳感器，發(fā)揮其靈敏度高的特點(diǎn)。

2）反推式渦輪流量傳感器這類(lèi)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示。圖4（a）中在輸入端面處的壓力pH降低，產(chǎn)生反推力；圖4（b）是流體經(jīng)前面孔引入產(chǎn)生反推力；圖4（c）表示流體由后反向推。反推式結(jié)構(gòu)在一定流量范圍內(nèi)可使葉輪處于浮游狀態(tài)，軸向不存在接觸點(diǎn)，無(wú)端面摩擦和磨損，可延長(zhǎng)使用期限。

3）切向式渦輪流量傳感器 圖5所示為用于微流量測(cè)量的渦輪流量傳感器。流體由葉輪的切向流過(guò)，沖擊其葉片旋轉(zhuǎn)。由于被測(cè)流量小，為加大流體對(duì)葉輪的沖力，入口處裝有噴嘴，可以更換噴嘴孔徑以調(diào)節(jié)流量范圍。葉輪的轉(zhuǎn)速采用光電法檢測(cè)，以避免如磁阻法產(chǎn)生磁阻力矩。

4）氣體渦輪流量計(jì)氣體的密度遠(yuǎn)小于液體密度，流體推動(dòng)力矩小，氣體流量傳感器與液體流量傳感器在結(jié)構(gòu)參數(shù)上有顯著差別。要加大輪轂半徑，縮小流道截面積，使氣流流速加大且集中經(jīng)過(guò)葉片邊緣。因氣流流速很高，要用較小沖角的葉片。一般為降低摩擦阻力矩，采用滾動(dòng)軸承，并對(duì)軸承系統(tǒng)注入潤(rùn)滑劑。它能沖洗掉軸承表面的微粒，延長(zhǎng)軸承壽命。多孔狀的儲(chǔ)油室能在換加潤(rùn)滑劑期間向軸承持續(xù)供油。典型的燃?xì)鉁u輪流量計(jì)如圖6所示。圖6（a）所示為氣體渦輪流量計(jì)的剖面圖。圖6（b）所示為傳感器顯示裝置上附加氣體體積補(bǔ)償器，補(bǔ)償器把傳感器測(cè)量的實(shí)際體積流量經(jīng)壓力、溫度換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。另外還有報(bào)警、自診斷、遠(yuǎn)傳信號(hào)等多種功能，他是一臺(tái)功能齊全的流量計(jì)算機(jī)。

第五節(jié) 選用考慮要點(diǎn)
（1）精度
    一般說(shuō)來(lái)，選用渦輪流量計(jì)主要是看中其精度佳。目前渦輪流量計(jì)的精度大致為液體：國(guó)際市場(chǎng)為±0.15%R，±0.2%R,±0.5%R和±1%R，國(guó)內(nèi)定型產(chǎn)品為±0.5%R和±1%R；氣體：國(guó)際市場(chǎng)為±0.5%R和±1%R，國(guó)內(nèi)為±1%R和±1.5%R，以上精度指范圍度為6：1或10：1。若干渦輪流量傳感器典型參數(shù)如表1所示。精度除與本身產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)外，還與使用條件密切相關(guān)。
    若縮小范圍度可提高精度；特別是作為標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，若定點(diǎn)使用，精度可大為提高。
    流量計(jì)精度愈高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用條件的變化就越敏感，要想保持其高精度，需要對(duì)儀表系數(shù)特別的處理。一種處理方法就是所謂儀表系數(shù)浮動(dòng)處理法。即由現(xiàn)場(chǎng)以下條件實(shí)時(shí)進(jìn)行處理：a）粘度受溫度的影響；b）密度受壓力、溫度的影響；c）傳感器信號(hào)冗余（一臺(tái)傳感器輸出二個(gè)信號(hào)，監(jiān)視其比值；d）系數(shù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性（采取控制圖確定）等。
    對(duì)于貿(mào)易儲(chǔ)運(yùn)交接計(jì)量，常配備在線校驗(yàn)裝置，以便定期進(jìn)行校驗(yàn)。
    生產(chǎn)廠使用說(shuō)明書(shū)列舉的儀表精度為基本誤差，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)估算附加誤差，現(xiàn)場(chǎng)誤差應(yīng)為兩者的合成。
（2）流量范圍的選擇
    渦輪流量計(jì)的流量范圍的選擇對(duì)其精度及使用期限有較大的影響。一般在工作時(shí)最大流量相應(yīng)的轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高。使用狀況分連續(xù)工作和間歇工作兩種，連續(xù)工作是指每天工作時(shí)間超過(guò)8小時(shí)，間歇工作是每天工作時(shí)間少于8小時(shí)。對(duì)于連續(xù)工作最大流量應(yīng)選在儀表上限流量的較低處，而間歇工作可選在較高處。一般連續(xù)工作是將實(shí)際最大流量乘以1.4作為流量范圍的上限流量，而間歇工作則乘以1.3。
    如果儀表口徑與工藝管道通徑不一致時(shí)，則應(yīng)以異徑管和等徑直管改裝管道。
    對(duì)于流速偏低的工藝管道，最小流量成為選擇儀表口徑首先要考慮的問(wèn)題，通常以實(shí)際最小流量乘以0.8作為流量范圍的下限流量，使其留有一定的裕量。若配有分段線性化功能的顯示儀，在傳感器流量下限值不能滿足實(shí)際最小流量時(shí)，應(yīng)要求生產(chǎn)廠在實(shí)際最小流量及其附近進(jìn)行流量校驗(yàn)，將測(cè)得的儀表系數(shù)輸入顯示儀，這樣就能既降低儀表的流量下限值，還能保持測(cè)量的精度。
（3）精度等級(jí)
    對(duì)于儀表精度等級(jí)的要求要慎重，應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮，例如大口徑輸油（輸氣）管線的貿(mào)易結(jié)算儀表，經(jīng)濟(jì)上關(guān)系重大，在儀表上多投入是合算的。至于輸送量不大或作為過(guò)程控制用只需中等精度水平即可，切忌盲目追求精度。本安型防爆傳感器適配安全柵型號(hào)及制造廠，核查防爆等級(jí)及批準(zhǔn)文號(hào)等。若要顯示質(zhì)量流量（或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量）要選配壓力、溫度傳感器或密度儀表。渦輪流量計(jì)顯示儀現(xiàn)已由以微處理器為基礎(chǔ)可與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的流量計(jì)計(jì)算機(jī)所包括，該儀表在儀表功能及使用范圍等都遠(yuǎn)超過(guò)老式渦輪流量顯示儀。目前作為貿(mào)易計(jì)量的各類(lèi)型流量計(jì)都趨向于配有直讀式顯示裝置（如圖6所示）。不但有總量計(jì)量的顯示，還可附加補(bǔ)償器（一臺(tái)功能齊全的流量計(jì)算機(jī)）輸出遠(yuǎn)傳信號(hào)。
（4）對(duì)流體的要求
    渦輪流量計(jì)對(duì)流體的要求為潔凈（或基本潔凈）、單相或低粘度的，常用流體舉例如下：一般流體，包括水、空氣、氧氣、高壓氫氣、牛奶、咖啡等；石油化工類(lèi)：汽油、輕油、噴氣燃料、輕柴油、石腦油、乙烯、聚乙烯、苯乙烯、液化氣、二氧化碳及天然氣；化學(xué)溶液類(lèi)：氨水、甲醇、鹽水等；有機(jī)液體：酒精、乙醚、苯、甲苯、二甲苯、丁二烯、四氯化碳、甲基胺、丙烯腈等；無(wú)機(jī)液：甲醛、酢酸、苛性鈉、二硫化碳等。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，使用材質(zhì)選擇要注意，含雜質(zhì)多及磨蝕性介質(zhì)不推薦使用。
（5）對(duì)液體粘度的要求
    液體渦輪流量計(jì)為粘度敏感的流量計(jì)，當(dāng)液體粘度增大時(shí)，儀表系數(shù)的線性區(qū)變窄，下限流量增大，當(dāng)粘度增加到一定數(shù)值時(shí)，甚至無(wú)線性區(qū)域。螺旋葉片的情況比直葉片要好的多。
    對(duì)于液體,通常用水校驗(yàn)傳感器,當(dāng)精度為0.5級(jí)時(shí),可在5×10-6mm2/s以下的液體而不必考慮粘度的影響。當(dāng)流體粘度高于5×10-6mm2/s時(shí)，可用相當(dāng)粘度的液體校驗(yàn)而不必作粘度修正。此外也可采取一些措施來(lái)補(bǔ)償粘度的影響。如縮小使用范圍度，提高流量下線值或儀表系數(shù)乘以雷諾數(shù)修正系數(shù)等。
    粘度對(duì)儀表系數(shù)的影響與傳感器結(jié)構(gòu)類(lèi)型及參數(shù)口徑大小等有關(guān)。有幾種粘度對(duì)儀表系數(shù)影響的表示方法：儀表系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系，在幾種粘度下，儀表系數(shù)與輸出頻率的關(guān)系和儀表系數(shù)與輸出頻率除以運(yùn)動(dòng)年度的比值的關(guān)系等等。這些資料有的生產(chǎn)廠準(zhǔn)備有，但并非所有的生產(chǎn)廠都有這些資料。
（6）對(duì)氣體密度的要求
    氣體渦輪流量計(jì)主要考慮流體密度對(duì)儀表系數(shù)的影響，密度的影響主要在低流量區(qū)域，如圖14所示。密度的增大（即壓力增大）使特性曲線直線部分向下限流量區(qū)域拓展，傳感器的范圍度擴(kuò)大，線性度改善。若氣體渦輪流量計(jì)在常壓的空氣中校驗(yàn)使用時(shí)被測(cè)介質(zhì)工作壓力不一樣，其下限流量由下式計(jì)算qvmin,qvamin-分別為壓力p和壓力，pa（101.325kPa）下被測(cè)介質(zhì)和空氣的體積流量下限值，m3/h；p,pa-分別為工作壓力（絕壓）和大氣壓（101.325kPa）,kPa；d-被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)密度,無(wú)量綱。
（7）體積流量換算到質(zhì)量流量
    渦輪流量計(jì)測(cè)量的是實(shí)際體積流量，無(wú)論物料平衡或能源計(jì)量，介須測(cè)量介質(zhì)流量（即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量），這是應(yīng)由下式進(jìn)行換算
      
    式中 qv，qvn－分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，m3/h；
    p，T，Z－分別為工作狀態(tài)下絕對(duì)壓力（Pa），熱力學(xué)溫度（K）和氣體壓縮系數(shù)；
    pn，Tn，Zn－分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對(duì)壓力（Pa），熱力學(xué)溫度（K）和氣體壓縮系數(shù)；
（8）不宜選用渦輪流量計(jì)的場(chǎng)所
    含雜質(zhì)多的流體，如循環(huán)冷卻水、河水、排污水、燃油等；流量急劇變化的場(chǎng)所，如鍋爐供水系統(tǒng)、有空氣錘的供氣系統(tǒng)等；測(cè)量液體時(shí)，管道壓力不高而流量又較大，儀表下游側(cè)壓力可能接近飽和蒸汽壓，有產(chǎn)生氣穴的危險(xiǎn)，如液氨從高位槽靠位能自由流出，在排放口處就不宜安裝；電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)、有觸點(diǎn)的繼電器等的附近，存在嚴(yán)重電磁干擾的場(chǎng)所；上下游直管段長(zhǎng)度嚴(yán)重不足，如輪船的機(jī)艙內(nèi)；鍋爐自動(dòng)供水系統(tǒng)如頻繁地起泵和停泵，對(duì)葉輪造成沖擊，使傳感器很快損壞；有腐蝕性或磨蝕性介質(zhì)選型時(shí)應(yīng)慎重，宜與制造廠聯(lián)系咨詢。
（9）經(jīng)濟(jì)性
    選用渦輪流量計(jì)用于精度佳場(chǎng)合，其經(jīng)濟(jì)因素應(yīng)多方面考慮。儀表的購(gòu)置費(fèi)只是費(fèi)用的一部分，還應(yīng)考慮以下幾方面的開(kāi)支：安裝用輔助設(shè)備費(fèi)（如消氣器、過(guò)濾器等）或旁路支管包括閥門(mén)等；校驗(yàn)費(fèi)，為了保持精度必須經(jīng)常校驗(yàn)，甚至在現(xiàn)場(chǎng)安裝一套在線校驗(yàn)裝置，其費(fèi)用相當(dāng)可觀；維護(hù)費(fèi)，渦輪流量計(jì)的易損件更換用，他是保持高性能必需的。
（10）選用步驟
1）確認(rèn)可用的測(cè)量對(duì)象，如前所述。
2）選擇型式。按流體物性選擇，氣體和液體分別用氣體型和液體型，不能通用。在工作狀態(tài)下液體粘度超過(guò)5mPa.s應(yīng)選用粘度型（國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型產(chǎn)品）。酸性腐蝕性液體選用耐酸型（國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型產(chǎn)品）。
    按環(huán)境條件選擇，按環(huán)境溫度和濕度等選擇合適儀表，如周?chē)�有爆炸易燃性氣氛�?yīng)選防爆型傳感器。
    按管道連接方式選擇，傳感器有水平和垂直兩種安裝方式。水平安裝時(shí)與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。中等口徑選用法蘭連接，小口徑和高壓管道選用螺紋連接，夾裝連接只適用于低壓中小管徑。垂直安裝只有螺紋連接。
3）選擇規(guī)格。按現(xiàn)場(chǎng)使用條件，如流量范圍、管徑、流體壓力和溫度、安裝位置等和性能要求，如精度、重復(fù)性、顯示方式等參照制造廠選型樣本或使用說(shuō)明書(shū)選定具體規(guī)格型號(hào)，也有可能找不到合適的，只好另選其它流量計(jì)。
    由于渦輪流量計(jì)類(lèi)型規(guī)格繁多，特別是不同制造廠產(chǎn)品質(zhì)量有差別，必須盡量搜集有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等資料進(jìn)行反復(fù)調(diào)查比較后再?zèng)Q定取舍。
第六節(jié) 安裝注意事項(xiàng)
    傳感器應(yīng)安裝在便于維修，管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電磁干擾與熱輻射影響的場(chǎng)所。液體渦輪流量計(jì)的典型安裝管路系統(tǒng)如圖7所示。圖中各部分的配置可視被測(cè)對(duì)象情況而定，并不一定全部都需要。渦輪流量計(jì)對(duì)管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的，進(jìn)入傳感器應(yīng)為充分發(fā)展管流，因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類(lèi)型配備必要的直管段或流動(dòng)調(diào)整器，如表2所示。若上游側(cè)阻流件情況不明確，一般推薦上游直管段長(zhǎng)度不小于20D，下游直管段長(zhǎng)度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安裝流動(dòng)調(diào)整器。傳感器安裝在室外時(shí)，應(yīng)有避直射陽(yáng)光和防雨淋的措施。
 
表2 渦輪流量計(jì)所要求的最短直管段長(zhǎng)度

上游側(cè)阻	單個(gè)90°彎頭	在同一平面上的 兩個(gè)90°彎頭	在不同平面上的 兩個(gè)90°彎頭	同心減縮管	全開(kāi)閥門(mén)	半開(kāi)閥門(mén)	下游側(cè)長(zhǎng)度
l/DN	20	25	40	15	20	50	5

 

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