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技术文章

气体涡轮流量计的结构与原理分析


发布日期:2023-05-29 点击:429次
  气体涡轮流量计是一种结构简单,计量精度较高的流量计,常见的主要有用于燃气计量的涡轮燃气流量计(即通常所讲的涡轮燃气表),其主要由显示流量数据的表头和流通计量燃气介质的测量芯计量组件组成,其中,表头位于测量芯计量组件上,按其原理可以分为机械式和电子式表头。通常,流量计的上游端至少应有 20 倍公称通径长度的直管段,下游端应不少于 5 倍公称通径的直管段,以达到紊流的流态要求,燃气流速与其流量成正比,因此,通过测量涡轮转速可以间接得到燃气的实际流量。目前的涡轮流量计的计量精度误差较大,精度较高的涡轮流量计都是以提高零件加工精度,尤其是涡轮加工精度,增加成本换取的,给用户增加了很大经济负担,遏制了涡轮燃气表的推广使用,从而便阻碍了涡轮气表技术的发展。现有计量部组件的前导流罩通常做成蜂窝状结构,其导流效果较差,不利于涡轮产生稳定的转速,影响计量精度;而现有的后导流罩的导流面为圆柱面,燃气在通过涡轮经后导流罩流出时,会产生回流,阻滞了涡轮的正常转动,导致流量计计量精度大幅下降。
  气体涡轮流量计是一种速度式流量计,其结构组成如图 1 所示,主要包括内置整流器、涡轮叶片、传动机构、磁耦合传动机构、计数器等零部件,根据实际需要可选配低频脉冲、A1S 高频脉冲发生器、A1R 高频脉冲发生器等附加装置。

  当气流进入流量计,被测气体经截面收缩的内置整流器进行加速,然后作用到涡轮叶片上,使仪表涡轮叶片在流路中旋转。在相当宽的流量范围内,此旋转的转数与所流过的气体体积成正比。涡轮的转速经一副齿轮减速,同时由一个密封的磁性耦合传动机构将转动传到仪表外部的机械式计数器。
  气体涡轮流量计利用流体中的叶轮的旋转角速度与流体速度成正比的数学关系,通过测量叶轮的转速来反映流量的大小,是目前流量仪表中成熟的高准确度的计量仪表。
  气体涡轮流量计建立在动能矩守恒原理基础上。流体冲击涡轮片,使涡轮旋转,涡轮旋转的速度随流量的大小而变化,传感器输出与流量成正比的脉冲频率信号,通过流量积算仪,实现瞬时流量和总量的计量,还可以进行温度和压力的补偿计算。
  气体涡轮流量计广泛应用于石油、化工、工业锅炉、燃气调压站、天然气输配气管网、城市天然气等领域,并被广泛使用于贸易计量。
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