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基礎(chǔ)知識：

      關(guān)于渦輪流量計的基礎(chǔ)知識你了解多少，下面小編針對渦輪流量計的基礎(chǔ)知識詳細(xì)介紹。上海自動化儀表有限公司渦輪流量計使用自由旋轉(zhuǎn)的渦輪機葉輪來測量流體速度，就像安裝在流動流中的微型風(fēng)車一樣。渦輪流量計的基本設(shè)計目標(biāo)是使渦輪機元件盡可能自由旋轉(zhuǎn)，因此不需要扭矩來維持渦輪機的旋轉(zhuǎn)。如果達(dá)到這個目標(biāo)，渦輪葉片將實現(xiàn)與流體的線速度成正比的旋轉(zhuǎn)（尖端）速度，無論該流體是氣體還是液體：

 

      流體速度和渦輪機葉尖速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系假設(shè)無摩擦條件是由渦輪葉片角度的正切定義的比率：

 

      對于45度葉片角度，該關(guān)系為1：1，葉尖速度等于流體速度。較小的葉片角度（每個葉片更接近與流體速度矢量平行）導(dǎo)致葉尖速度是流體速度的分?jǐn)?shù)比例。使用磁傳感器很容易感知渦輪機葉尖速度，每當(dāng)其中一個鐵磁渦輪機葉片經(jīng)過時產(chǎn)生電壓脈沖。傳統(tǒng)上，這種傳感器只不過是靜止磁鐵附近的線圈，稱為拾波線圈或傳感線圈，因為它“拾取”（感應(yīng)）渦輪機葉片的通過。通過線圈中心的磁通量隨著鋼制渦輪機葉片的通過呈現(xiàn)變化的磁阻（磁通量的“電阻”）而增大和減小，導(dǎo)致電壓脈沖的頻率等于每秒經(jīng)過的葉片的數(shù)量。該信號的頻率表示流體速度，因此表示體積流速。

      上海自動化儀表有限公司渦輪流量計的剖視演示模型如下圖所示?？梢钥吹饺~片傳感器從流量管的頂部突出，正好在渦輪機葉輪上方：

 

      注意在照片中的渦輪機葉輪之前和之后的“流動調(diào)節(jié)器”葉片組。正如人們所預(yù)料的那樣，渦輪流量計對過程流體流動中的渦流非常敏感。為了實現(xiàn)高精度，流動剖面不得在渦輪機附近旋轉(zhuǎn)，以免渦輪機葉輪旋轉(zhuǎn)得更快或更慢，以表示直流流體的速度。對于渦輪流量計，典型的最小直管長度為上游管道直徑20和下游管道直徑5，以便消除管道擾動產(chǎn)生的渦流。

      歷史上，機械齒輪和旋轉(zhuǎn)電纜也用于將渦輪流量計的渦輪機葉輪連接到指示器。這些設(shè)計遭受比電子（“拾取線圈”）設(shè)計更大的摩擦，可能導(dǎo)致更多的測量誤差（指示的流量小于實際值，因為渦輪機葉輪因摩擦而減速）。然而，機械渦輪流量計的一個優(yōu)點是能夠通過轉(zhuǎn)動簡單的里程表式累加器來維持總的燃?xì)馐褂昧?。?dāng)流量計的目的是跟蹤總?cè)剂蠚怏w消耗（例如商業(yè)或工業(yè)設(shè)施使用的天然氣）進(jìn)行計費時，通常使用這種設(shè)計。

      在電子渦輪流量計中，體積流量與拾波線圈輸出頻率成直接且線性成比例。我們可以用等式的形式表達(dá)這種關(guān)系：

 

其中，

      f =輸出信號的頻率（Hz，相當(dāng)于每秒脈沖數(shù)）

      Q =體積流量（例如每秒加侖數(shù)）

      k =渦輪機元件的“K”系數(shù)（例如每加侖脈沖數(shù)）

      尺寸分析證實了該方程的有效性。使用GPS（每秒加侖）和每加侖脈沖的單位，我們看到這兩個量的乘積確實是每秒脈沖數(shù)（相當(dāng)于每秒周期數(shù)，或Hz）：

 

      使用代數(shù)求解流量（Q），我們看到它是頻率和k因子的商，它產(chǎn)生渦輪流量計的體積流量：

 

      上海自動化儀表有限公司渦輪流量計的固有線性度優(yōu)于非線性流量元件，例如文丘里管和孔板，因為這種線性度導(dǎo)致更大的調(diào)節(jié)比，以實現(xiàn)精確的流量測量。與通常限制為調(diào)節(jié)比為4：1的普通孔板式儀表相比，渦輪機儀表通常超過10：1的調(diào)節(jié)比。

      如果拾取信號頻率直接表示體積流速，則在任何給定時間跨度中累積的脈沖總數(shù)將表示在相同時間跨度內(nèi)通過渦輪流量計的流體體積（V）的量。我們可以用代數(shù)表示平均流量（Q），平均頻率（f），k因子和時間的乘積：

 

      計算通過渦輪流量計的總體積的更復(fù)雜的方法需要微積分，表示在t = 0到t = T的一段時間內(nèi)瞬時信號頻率和k因子的時間積分的體積變化：

 

      上海自動化儀表有限公司可以簡單地通過使用數(shù)字計數(shù)器電路來累加由拾波線圈和微處理器輸出的脈沖以在我們認(rèn)為合適的任何測量單位中計算體積，從而獲得大致相同的結(jié)果。與孔板流量元件一樣，已經(jīng)起草了使用渦輪流量計作為氣流應(yīng)用中的精密測量儀器的標(biāo)準(zhǔn)，特別是天然氣的貿(mào)易交接。美國燃?xì)鈪f(xié)會發(fā)布了一個名為報告＃7的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用于高精度氣體流量測量的渦輪流量計的安裝，以及基于渦輪機速度，氣體壓力和氣體溫度精確計算流量的相關(guān)數(shù)學(xué)。

      壓力和溫度補償與氣流應(yīng)用中的渦輪流量計有關(guān)，因為氣體密度是壓力和溫度的強大函數(shù)。渦輪機葉輪本身僅感測氣體速度，因此必須考慮這些其他因素以精確計算質(zhì)量流量（或標(biāo)準(zhǔn)體積流量;例如SCFM）。

      在高精度應(yīng)用中，單獨確定渦輪流量計校準(zhǔn)的k因子非常重要。從流量計到流量計的制造變化使得k因子的精確復(fù)制具有挑戰(zhàn)性，因此應(yīng)當(dāng)針對校準(zhǔn)實驗室中的“流量證明器”測試用于高精度測量的流量計，以憑經(jīng)驗確定其k因子。如果可能，測試流量計k系數(shù)的最佳方法是將證明器連接到將要使用的現(xiàn)場儀表。這樣，由流量計前后的管道引起的任何影響都將被納入測量的k因子中。

      如需了解更多產(chǎn)品詳細(xì)信息，可咨詢上海自動化儀表有限公司分廠導(dǎo)航里的上海自動化儀表九廠欄目頻道。