電池供電渦輪流量計是葉輪式流量（流速）計的主要品種，葉輪式流量計還有風速計、水錶等，主要由感測器和轉換顯示儀組成，感測器採用多葉片的轉子感受流體的平均流速，從而推導出流量或總量。轉子的轉速（或轉數）可用機械、磁感應、光電方式檢出並由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。
基本介紹
- 中文名：電池供電渦輪流量計
- 量程比：1:10；1:15；1:20
- 傳輸距離：≤1000m
- 防護等級：IP65
產品介紹,產品特點,選型,
產品介紹
電池供電渦輪流量計（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速計、水錶等。TUF由感測器和轉換顯示儀組成，感測器採用多葉片的轉子感受流體的平均流速，從而推導出流量或總量。轉子的轉速（或轉數）可用機械、磁感應、光電方式檢出並由讀出裝置進行顯示和傳送記錄。據稱美國早在1886年即發布過第一個TUF專利，1914年的專利認為TUF的流量與頻率有關。美國的第一台TUF是在1938年開發的，它用於飛機上燃油的流量測量，只是直至二戰後因噴氣發動機和液體噴氣燃料急需一種高精度、快速回響的流量計才使它獲得真正的工業套用。如今，它已在石油、化工、科研、國防、計量各部門中獲得廣泛套用。
流量計中TUF、容積式流量計和科氏質量流量計是三類重複性、精確度最佳的產品，而TUF又具有自己的特點，如結構簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應高參數等，是其他兩類流量計是難以達到的。
HSBLWGY系列渦輪流量計是吸取了國內外流量儀表先進技術經過最佳化設計，具有結構簡單、輕巧、精度高、復現性好、反應靈敏，安裝維護使用方便等特點的新一代渦輪流量計，廣泛用於測量封閉管道中與不鏽鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質，工作溫度下運動粘度小於5×10m/s的液體，對於運動粘度大於5×10m/s的液體，可對流量計進行實液標定後使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套，還可以進行定量控制、超量報警等，是流量計量和節能的理想儀表。
工作原理
圖1所示為渦輪流量感測器結構簡圖，由圖可見，當被測流體流過感測器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，葉輪的轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發生周期性變化，產生周期性的感應電勢，即電脈衝信號，經放大器放大後，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1
qm=qvρ 公式2
式中 qv,qm ……分別為體積流量，m/s，質量流量，kg/s;
f ……流量計輸出信號的頻率，Hz;
K ……流量計的儀表係數，P/m。
流量計的係數與流量（或管道雷諾數）的關係曲線如圖2所示。由圖可見，儀表係數可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與感測器結構尺寸及流體粘性有關。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當流量低於感測器流量下限時，儀表係數隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關係。當流量超過流量上限時要注意防止空穴現象。結構相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統誤差水平方面有所不同。
感測器的儀表係數由流量校驗裝置校驗得出，它完全不問感測器內部流體機理，把感測器作為一個黑匣子，根據輸入（流量）和輸出（頻率脈衝信號）確定其轉換係數，它便於實際套用。但要注意，此轉換係數（儀表係數）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係數將發生變化，變化的情況視感測器類型，管道安裝條件和流體物性參數的情況而定。
（2） 理論流量方程
根據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： 葉輪的旋轉加速度；
M1： 流體的驅動力拒；
M2： 粘性阻力矩；
M3： 軸承摩擦阻力矩；
M4： 磁阻力矩。
當葉輪以恆速旋轉時，0，則M1=M2+M3+M4。經理論分析與實驗驗證可得
公式4
式中 n： 葉輪轉速；
qv： 體積流量；
A： 與流體物性（密度、粘度等），葉輪結構參數（葉片傾角、葉輪直徑、
流道截面積等）有關的係數；
B： 與葉片頂隙，流體流速分布有關的係數；
C： 與摩擦力矩有關的係數。
國內外學者提出許多理論流量方程，它們適用於各種感測器結構及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動力學特性仍舊不很清楚，它與流體物性及流動特性有複雜的關係。比如當流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學特性就非常複雜。不能用理論式推導儀表係數，儀表係數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，它可用於指導感測器結構參數設計及現場使用條件變化時儀表係數變化規律的預測和估算。
產品特點
產品特點
1. 高精確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；
2. 重複性好，短期重複性可達0.05%~0.2%,正是由於具有良好的重複性，如經常校準或線上校準可得到極高的精確度，在貿易結算中是優先選用的流量計；
3. 輸出脈衝頻率信號，適於總量計量及與計算機連線，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. 範圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；
6. 結構緊湊輕巧，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，易製成高壓型儀表；
8. 專用型感測器類型多，可根據用戶特殊需要設計為各類專用型感測器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等；
9. 可製成插入型，適用於大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便。
參數和性能
1.技術性能 表1
儀表口徑及連線方式 | 4、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200 |
精度等級 | ±1%R、±0.5%R、±0.2%R（需特製） |
量程比 | 1:10；1:15；1:20 |
儀表材質 | 304不鏽鋼、316（L）不鏽鋼等 |
被測介質溫度（℃） | -20～+120℃ |
環境條件 | 溫度－10～+55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106Kpa |
信號傳輸線 | STVPV3×0.3（三線制），2×0.3（二線制） |
傳輸距離 | ≤1000m |
信號線接口 | 基本型：豪斯曼接頭，防爆型：內螺紋M20×1.5 |
防爆等級 | 基本型：非防爆產品，防爆型：ExdIIBT6 |
防護等級 | IP65 |
2.測量範圍及工作壓力 表2
儀表口徑（mm） | 正常流量範圍（m/h） | 擴展流量範圍（m/h） | 常規耐受壓力（MPa） | 特製耐壓等級（MPa）（法蘭連線方式） |
DN 4 | 0.04～0.25 | 0.04～0.4 | 6.3 | 12、16、25 |
DN 6 | 0.1～0.6 | 0.06～0.6 | 6.3 | 12、16、25 |
DN 10 | 0.2～1.2 | 0.15～1.5 | 6.3 | 12、16、25 |
DN 15 | 0.6～6 | 0.4～8 | 6.3、2.5（法蘭） | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 20 | 0.8～8 | 0.45～9 | 6.3、2.5（法蘭） | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 25 | 1～10 | 0.5～10 | 6.3、2.5（法蘭） | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 32 | 1.5～15 | 0.8～15 | 6.3、2.5（法蘭） | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 40 | 2～20 | 1～20 | 6.3、2.5（法蘭） | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 50 | 4～40 | 2～40 | 2.5 | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 65 | 7～70 | 4～70 | 2.5 | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 80 | 10～100 | 5～100 | 2.5 | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 100 | 20～200 | 10～200 | 2.5 | 4.0、6.3、12、16、25 |
DN 125 | 25～250 | 13～250 | 1.6 | 2.5、4.0、6.3、12、16 |
DN 150 | 30～300 | 15～300 | 1.6 | 2.5、4.0、6.3、12、16 |
DN 200 | 80～800 | 40～800 | 1.6 | 2.5、4.0、6.3、12、16 |
選型
型 號 | 說 明 | |||||||
LWGY─ | □ | /□ | /□ | /□ | /□ | /□ | /□ | |
公稱通徑 | 4 | 4mm，標準量程0.04～0.25m/h，寬量程為0.04～0.4m/h | ||||||
6 | 6mm，標準量程0.1～0.6m/h， 寬量程為0.06～0.6m/h | |||||||
10 | 10mm，標準量程0.2～1.2m/h，寬量程為0.15～1.5m/h | |||||||
15 | 15mm，標準量程0.6～6m/h寬量程為0.4～8m/h | |||||||
20 | 20mm，標準量程0.8～8m/h，寬量程為0.4～8m/h | |||||||
25 | 25mm，標準量程1～10m/h，寬量程為0.5～10m/h | |||||||
32 | 32mm，標準量程1.5～15m/h，寬量程為0.8～15m/h | |||||||
40 | 40mm，標準量程2～20m/h，寬量程為1～20m/h | |||||||
50 | 50mm，標準量程4～40m/h，寬量程為2～40m/h | |||||||
65 | 65mm，標準量程7～70m/h，寬量程為4～70m/h | |||||||
80 | 80mm，標準量程10～100m/h，寬量程為5～100m/h | |||||||
100 | 100mm，標準量程20～200m/h，寬量程為10～200m/h | |||||||
125 | 125mm，標準量程25～250m/h，寬量程為13～250m/h | |||||||
150 | 150mm，標準量程30～300m/h，寬量程為15～300m/h | |||||||
200 | 200mm，標準量程80～800m/h，寬量程為40～800m/h | |||||||
類 型 | N | 基本型，+12V供電，脈衝輸出，高電平≥8V低電平≤0.8V | ||||||
A | 4～20mA兩線制電流輸出，遠傳變送型 | |||||||
B | 電池供電現場顯示型 | |||||||
C | 現場顯示/4～20mA 兩線制電流輸出 | |||||||
C1 | 現場顯示/RS485通訊協定 | |||||||
C2 | 現場顯示/HART通訊協定 | |||||||
精度等級 | 05 | 精度0.5級 | ||||||
10 | 精度1.0級 | |||||||
渦 輪類 型 | W | 寬量程渦輪 | ||||||
S | 標準渦輪 | |||||||
材 質 | S | 304不鏽鋼 | ||||||
L | 316（L）不鏽鋼 | |||||||
防 爆 | 無標記，為非防爆型 | |||||||
E | 防爆型 （ExmⅡCT6或 ExdⅡBT6） | |||||||
壓力等級 | N | 常規 （參照表2） | ||||||
H(x) | 高壓 （參照表2） | |||||||
註：DN15～DN40常規為螺紋連線，如希望採用法蘭連線，請在“公稱通徑”後加“（FL）”
例如，選用一台法蘭連線式防爆型渦輪流量計測量柴油，管道為DN40、現場需要顯示並遠傳電流信號，要求精度0.5級，304不鏽鋼材質，儀表耐壓16MPa測量範圍為標準量程，其產品型號應為：LWGY-40(FL)/C/05/S/S/E/H16
