选用液体涡轮流量计计量特性与工作原理详解

摘要:通过对液体涡轮流量计工作原理、数学模型的论述及对一系列实验数据进行较全面的分析，得出介质温度黏度、密度等参数对液体涡轮流蚤计计量特性有影响的结论。

    在速度式流量计中，涡轮流量计(以下简称流量计)以其测量准确度高、量程宽、压损小、可实现信号远传、重复性及动态响应好等多种优点，多年来广泛应用于国防科技工业和民用领域的流量测量，本文对流量计从原始理论到实验数据，分析论述影响流量计特性的诸多因素，为使用和校准者提供技术参考与使用指导。

1、流量计工作结构原理：
  涡轮流量计是利用悬置于液体中叶片的转子或叶轮感受液体的平均流速而推导出被测流体的瞬时流量和累计流量。从而实现流量测量目的。主要由传感器和转换器组成，信号输出方式包括脉冲、模拟量或数字通信方式，结构原理如图1所示。

2、流量计的计量特性分析
2. 1、流量计的数据模型：
2.1.1、使用仪表系数K计算示值误差：

图1涡轮流量计结构示意图

式中，凡为第i检定点第j次检定的系数，为第i检定点第j次检定时流量计显示仪表测的脉冲数;凡为第i检定点第J次检定是标准装置测的的实际体积，3m或L;(3为检定用液体在检定状态下的体积膨胀系数)。分别为第L检定点第j次检定时标准装置和流量计处的液体密度，℃;人为检定用液体在检定状态下的压缩系数。分别为第i检定点第J次检定时标准装置和流量计处的液

体表压力，Pa、
2. 1.2、使用累计流量计算示值误差：

式中，凡为第i检定点第J次检定的相对示值误差，%;凡为第i检定点第J次检定是标准装置测得的实际体积，衬或L;(V,)。为第i检定点第J次检定时标准器换算到流量计处状态的累计流量值，3m。    第i检定点被检流量计的相对示值误差为。

2. 2、流t计的计且特性相关实验数据和具体分析：
2. 2. 1、压力方面的影响：
  在通常的温度和压力条件下，液体的压缩系数很小，所以对于使用在低、中勃度介质的速度式流量计来说，压力的影响可忽略不计，故在此不做分析。
2. 2. 2、密度与私度方面的影响：

表1流量计计量特性实验数据之黏度比较实验
    因为流量计的涡轮旋转力矩与被测流体的密度P成正比，被测流体密度的变化将影响到作用在涡轮上的转动力矩成比例的增减，而被测流体豁度则对流量计特性影响***大(从表1的数据结果中就论证出来)。一般来说，流量计的口径越大，勃度变化对流量计线性特性影响越小，反之，口径越小则影响就越大。当被测液体戮度大于15 x 10 -6 m2/s时，测量误差明显增大(注:对于勃度的影响，现在引人了。即把动力勃度u和密度P合算成一个参数—运动赫度。来考虑，这样就可以把私度和密度两个参数变为一个参数来做具体分析了)。
2. 2. 3、温度方面的影响：
  用表2实验数据来分析，校验介质的温度从常温变化到80℃相对高的温度，无论是15mm小口径的流量计还是X100 mm大口径的流量计，从数据结果
看，影响其计量特性很小，因此认为在实际应用中，温度变化对流量计的基本误差影响很小，可忽略。另外还有一点需要说明:表2数据中还欠缺一组校验介质温度为一40一50℃低温的实验数据，这还有待今后给予进一步完善。    另附表3为RP-3喷气燃油温度一密度的实测数据，供同仁在实际应用时做参考。

表2 流量计值变温实验数据(校准介质:RP-3喷气燃油)

表3实测RP一喷气燃油温度一密度数据

3、结束语：
  通过对流量计原理、模型及多项实验数据具体分析，并给出结论，明晰了实验用介质温度、戮度、密度、压力等技术参数对流量计计量特性的影响大小和规律，为不同介质和相同介质条件下，勃度、密度和温度对其检定、校准结果影响提出了有依据、有价值的论证与分析，以供广大同仁参考。