氣體渦輪流量計是一種結構簡單,計量精度較高的流量計,常見的主要有用于燃氣計量的渦輪燃氣流量計(即通常所講的渦輪燃氣表),其主要由顯示流量數據的表頭和流通計量燃氣介質的測量芯計量組件組成,其中,表頭位于測量芯計量組件上,按其原理可以分為機械式和電子式表頭。通常,流量計的上游端至少應有 20 倍公稱通徑長度的直管段,下游端應不少于 5 倍公稱通徑的直管段,以達到紊流的流態要求,燃氣流速與其流量成正比,因此,通過測量渦輪轉速可以間接得到燃氣的實際流量。目前的渦輪流量計的計量精度誤差較大,精度較高的渦輪流量計都是以提高零件加工精度,尤其是渦輪加工精度,增加成本換取的,給用戶增加了很大經濟負擔,遏制了渦輪燃氣表的推廣使用,從而便阻礙了渦輪氣表技術的發展。現有計量部組件的前導流罩通常做成蜂窩狀結構,其導流效果較差,不利于渦輪產生穩定的轉速,影響計量精度;而現有的后導流罩的導流面為圓柱面,燃氣在通過渦輪經后導流罩流出時,會產生回流,阻滯了渦輪的正常轉動,導致流量計計量精度大幅下降。
氣體渦輪流量計是一種速度式流量計,其結構組成如圖 1 所示,主要包括內置整流器、渦輪葉片、傳動機構、磁耦合傳動機構、計數器等零部件,根據實際需要可選配低頻脈沖、A1S 高頻脈沖發生器、A1R 高頻脈沖發生器等附加裝置。
當氣流進入流量計,被測氣體經截面收縮的內置整流器進行加速,然后作用到渦輪葉片上,使儀表渦輪葉片在流路中旋轉。在相當寬的流量范圍內,此旋轉的轉數與所流過的氣體體積成正比。渦輪的轉速經一副齒輪減速,同時由一個密封的磁性耦合傳動機構將轉動傳到儀表外部的機械式計數器。
氣體渦輪流量計利用流體中的葉輪的旋轉角速度與流體速度成正比的數學關系,通過測量葉輪的轉速來反映流量的大小,是目前流量儀表中成熟的高準確度的計量儀表。
氣體渦輪流量計建立在動能矩守恒原理基礎上。流體沖擊渦輪片,使渦輪旋轉,渦輪旋轉的速度隨流量的大小而變化,傳感器輸出與流量成正比的脈沖頻率信號,通過流量積算儀,實現瞬時流量和總量的計量,還可以進行溫度和壓力的補償計算。
氣體渦輪流量計廣泛應用于石油、化工、工業鍋爐、燃氣調壓站、天然氣輸配氣管網、城市天然氣等領域,并被廣泛使用于貿易計量。 |