一、概述

JA-LWGY系列渦輪流量顯示計是吸取了國內(nèi)外流量儀表*技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏，安裝維護使用方便等特點的新一代渦輪流量流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al₂O₃、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質(zhì)，工作溫度下運動粘度小于5×10-6m²/s的液體，對于運動粘度大于5×10-6m²/s的液體，可對流量計進行實液標定后使用。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(jié)能的理想儀表。

二、工作原理

圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡圖，由圖可見，當被測流體流過傳感器時，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)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通道隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，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

式中
……分別為體積流量，m³/s，質(zhì)量流量，kg/s；
F……流量計輸出信號的頻率，Hz；
K……流量計的儀表系數(shù)，P/m³。
流量計的系數(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，儀表系數(shù)可分為兩段，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。當流量低于傳感器流量下*，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。當流量超過流量上*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出，它*不問傳感器內(nèi)部流體機理，把傳感器作為一個黑匣子，根據(jù)輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)（儀表系數(shù)）是有條件的，其校驗條件是參考條件，如果使用時偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

(2)理論流量方程

根據(jù)動量矩定理可以列出葉輪的運動方程

式中

J：葉輪的慣性矩；
d_w/d_t：葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度
M¹：流體的驅(qū)動力矩
M²：粘性阻力距
M³：軸承摩擦阻力距
M⁴：磁阻力矩
當葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時，，則M₁=M₂+M₃+M₄。經(jīng)理論分析與實驗驗證可得

式中
n：葉輪轉(zhuǎn)速；
q_v：體積流量；
A：與流體物性（密度、粘度等），葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（葉片傾角、葉輪直徑、流道截面積等）有關(guān)的系數(shù)；
B：與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數(shù)；
C：與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。
國內(nèi)外學者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)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復(fù)雜的關(guān)系。比如當現(xiàn)場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù)，儀表系數(shù)仍舊需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及現(xiàn)場適用條件變化時儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測和估算。

三、產(chǎn)品特點

• 高精確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；
• 重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準或在線校準可得到*的精確度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計；
• 輸出脈沖頻率信號，適于總量計量及與計算機連接，無零點漂移，抗*力強；
• 可獲得很高的頻率信號（3~4kHz），信號分辨力強；
• 范圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；
• 適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；
• 專用型傳感器類型多，可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計為各類專用型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等；
• 可制成插入型，適用于大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便。

四、技術(shù)參數(shù)

1.基本參數(shù)

2.流量范圍及工作壓力

五、儀表選型

六、外形尺寸

傳感器的安裝方式根據(jù)規(guī)格不同，采用螺紋或法蘭連接，安裝方式見圖4、圖5、圖6，安裝尺寸見表4。

表4

七、安裝注意事項

（1）安裝場所
傳感器應(yīng)安裝在便于維修，管道無振動、無強電磁干擾與熱輻射影響的場所。渦輪流量計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對象情況而定，并不一定全部都需要。渦輪流量計對管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的，進入傳感器應(yīng)為充分發(fā)展管流，因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類型配備必要的直管段或流動調(diào)整器，如表5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度不小于10D，下游直管段長度不小于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調(diào)整器。傳感器安裝在室外時，應(yīng)有避直射陽光和防雨淋的措施。

圖7 傳感器安裝示意圖
表5

（2）連接管道的安裝要求
水平安裝的傳感器要求管道不應(yīng)有目測可覺察的傾斜（一般在5°以內(nèi)），垂直安裝的傳感器管道垂直度偏差亦應(yīng)小于5°。需連續(xù)運行不能停流的場所，應(yīng)裝旁通管和可靠的截止閥（見圖7），測量時要確保旁通管無泄漏。
在新鋪設(shè)管道裝傳感器的位置先介入一段短管代替?zhèn)鞲衅?，待“掃線”工作完畢確認管道內(nèi)清掃干凈后，再正式接入傳感器。由于忽視此項工作，掃線損壞傳感器屢見不鮮。
若流體含雜質(zhì)，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝過濾器，對于不能停流的，應(yīng)并聯(lián)安裝兩套過濾器輪流清除雜質(zhì)，或選用自動清洗型過濾器。若被測液體含有氣體，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場所。
若傳感器安裝位置處于管線的低點，為防止流體中雜質(zhì)沉淀滯留，應(yīng)在其后的管線裝排放閥，定期排放沉淀雜質(zhì)。
被測流體若為易氣化的液體，為防止發(fā)生氣穴，影響測量精確度和使用期限，傳感器的出口端壓力應(yīng)高于公式5計算的壓力pmin
pmin=2△p+1.25pv   Pa
式中

pmin——壓力，Pa；
△p——傳感器流量時壓力損失，Pa；
pv——被測液體使用溫度時飽和蒸汽壓，Pa。
流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在傳感器下游，上游側(cè)的截止閥測量時應(yīng)全開，且這些閥門都不得產(chǎn)生振動和向外泄漏。對于可能產(chǎn)生逆向流的流程應(yīng)加止回閥以防止流體反向流動。
傳感器應(yīng)與管道同心，密封墊圈不得凸入管路。液體傳感器不應(yīng)裝在水平管線的點，以免管線內(nèi)聚集的氣體（如停流時混入空氣）停留在傳感器處，不易排出而影響測量。
傳感器前后管道應(yīng)支撐牢靠，不產(chǎn)生振動。對易凝結(jié)流體要對傳感器及其前后管道采取保溫措施。