天然氣渦輪流量計(jì)工作原理

　　天然氣渦輪流量計(jì)將內(nèi)部渦輪安置在全封閉管道中，在管道中氣體介質(zhì)經(jīng)過流量計(jì)以后，渦輪在受到一定的動(dòng)能以后會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，因此渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度通過換算就可以得到管道中氣體的實(shí)際流量與流速，1.導(dǎo)流裝置；2.旋轉(zhuǎn)軸承；3.氣體渦輪；4.裝置殼體；5.前端放大器；6.總流量計(jì)算裝置；7.氣體流量顯示儀表（瞬時(shí)）

    流體流經(jīng)氣體渦輪流量計(jì)殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器(由磁鋼和線圈組成)的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過氣體渦輪流量計(jì)中放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時(shí)流量或總量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率f與流經(jīng)渦輪流量傳感器的流體的瞬時(shí)流量Q成正比，流量方程為： q=3600*(f/k)式中： f——脈沖頻率[Hz] k——傳感器的儀表系數(shù)[1/m3]，由校驗(yàn)單給出。Q——流體的瞬時(shí)流量(工作狀態(tài)下)[m3/h] 3600——換算系數(shù)每臺(tái)氣體渦輪流量計(jì)的系數(shù)由制造廠填寫在檢定證書中，k值設(shè)入配套的顯示氣體渦輪流量計(jì)中，便可顯示出瞬時(shí)流量和累積總量。

　　使渦輪葉片與其軸線保持一定的夾角，夾角的大小為α，將渦輪的轉(zhuǎn)速定義為n；被測(cè)氣體的流量為qv ；渦輪葉片直徑（平均值）為r0；葉柵位置的氣體流通截面面積為S0，則可得到公式：

　　該公式說明，如果氣體渦輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，也就是夾角的大小α、渦輪葉片直徑（平均值）r0以及葉柵位置的氣體流通截面面積S0都不會(huì)發(fā)生變化，則此時(shí)該裝置的被測(cè)氣體的流量qv會(huì)與渦輪轉(zhuǎn)速n呈正比關(guān)系，換言之就是此時(shí)的渦輪轉(zhuǎn)速n就是被測(cè)氣體的實(shí)際流速，通過計(jì)算可以進(jìn)一步得出氣體的流量。

　　然而，上述公式的提出是在忽略一切摩擦等外界客觀影響條件下進(jìn)行的。在實(shí)際情況中，被測(cè)氣體在不斷沖擊渦輪葉皮時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定旋轉(zhuǎn)力矩，需要克服多種力矩，包括粘滯摩擦、軸承之間的摩擦以及反作用等。由于氣體渦輪自身存在的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與結(jié)構(gòu)方面具有相應(yīng)的誤差，加之多種力矩的作用，使得實(shí)際的轉(zhuǎn)速n與流量是無法維持理想狀態(tài)下的線性關(guān)系的。只是在某種程度上，上述力矩可以不加以考慮，才能達(dá)到公式（1）所提出的線性關(guān)系。

　　在實(shí)際情況中使用廣泛的天然氣渦輪流量計(jì)通常都使用磁電轉(zhuǎn)換設(shè)備，以此方式將轉(zhuǎn)速情況轉(zhuǎn)化為電磁脈沖。在被測(cè)氣體經(jīng)過渦輪葉片以后，會(huì)使傳感裝置中的周期出現(xiàn)某種程度的變化。在固定的范圍之內(nèi)，葉片的轉(zhuǎn)速會(huì)與被測(cè)氣體的流速保持正比關(guān)系，進(jìn)而生成同種類型的脈沖信號(hào)，由流量計(jì)前端放大裝置進(jìn)行處理，然后到達(dá)單片機(jī)中的測(cè)量系統(tǒng)。通過復(fù)雜的計(jì)算與修正，后得出被測(cè)氣體的實(shí)際流量瞬時(shí)值，并在顯示屏幕上顯示。

    天然氣渦輪流量計(jì)是一種測(cè)量封閉管道中氣體介質(zhì)流量的速度式儀表。適用于燃?xì)饧捌渌I(yè)領(lǐng)域中的氣體量精確測(cè)量。由于其體積小、準(zhǔn)確高、重復(fù)性好。它吸取了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合了氣體力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論。采用先進(jìn)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)而自行開發(fā)的新產(chǎn)品。

    天然氣渦輪流量計(jì)是集流量、溫度、壓力檢測(cè)功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男乱淮髁坑?jì)，是石油、化工、電力、冶金、工業(yè)鍋爐等工業(yè)行業(yè)的燃?xì)庥?jì)量和城市天然氣、燃?xì)庹{(diào)壓站及燃?xì)赓Q(mào)易計(jì)量的理想儀表。它具有壓力損失小、準(zhǔn)確度高、始動(dòng)流量低、抗振與抗脈動(dòng)流性能好、量程比寬等特點(diǎn)。