陳賞順　金　嵐　王函滔

(浙江省計量科學(xué)研究院，杭州 310013)

0　引言

渦輪流量計具有精度高、重復(fù)性好、量程比高、無零點飄移等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于液化氣、天然氣、煤氣等介質(zhì)的流量測量。在歐洲和美國它是繼孔板流量計之后的第二個法定天然氣流量計，已經(jīng)發(fā)展為多品種、多規(guī)格、批量生產(chǎn)的天然氣流量計。渦輪流量計的原理較簡單，先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計用于檢測瞬時流量和累積流量，其輸出信號為頻率，易于數(shù)字化。

渦輪流量計在檢測過程中，一般要求前直管段大于10D。前直管段的長度對渦輪流量計精度影響有多少，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里都沒具體指出。

1　實驗用設(shè)備及實驗過程

1.1　計量標(biāo)準(zhǔn)器

標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，裝置不確定度：Urel=0.25％(k=2),流量范圍：0.5～2000m3/h。

1.2　實驗表

1#流量計為進(jìn)口渦輪流量計，流量范圍為50～1000m3/h；2#流量計為國產(chǎn)渦輪流量計，流量范圍為20～400m3/h。

1.3　實驗過程

將渦輪流量計安裝在管道上，在同一個流量下，依次更換流量計前直管段，更換次序為10D、4D、2D、0D再到10D。記錄不同直管段長度下渦輪流量計在同一個流量點下的示值誤差。

2　實驗數(shù)據(jù)

1#和2#流量計的示值誤差分別如表1、圖1和表2、圖2所示。

表1　1#流量計示值誤差 　(％)

圖1　1#流量計示值誤差曲線

從表1和圖1中可以看出前直管段在2D～10D之間，渦輪流量計在各個流量點下的示值誤差基本上一致。無直管段時其示值誤差整體偏正0.3％左右。

表2　2#流量計示值誤差　(％)

圖2　2#流量計示值誤差曲線

從表2和圖2中可以看出前直管段在0D～10D之間，渦輪流量計在各個流量點下的示值誤差基本上一致。

3　實驗結(jié)果分析

1#流量計實驗出現(xiàn)數(shù)據(jù)整體偏移0.3％， 2#流量計實驗結(jié)果基本上保持不變。在標(biāo)準(zhǔn)器不變的情況下，出現(xiàn)兩種不同的實驗結(jié)果，可能跟兩臺流量計結(jié)構(gòu)不同有關(guān)系。

圖3和圖4分別為1#流量計和2#流量計的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出兩臺渦輪前后導(dǎo)流體結(jié)構(gòu)差異較大。在傳感器進(jìn)出口裝有導(dǎo)流體，它對流體起導(dǎo)向整流以及支承葉輪的作用，前導(dǎo)流體可以抗流體流動的干擾。2#流量計的前導(dǎo)流體從結(jié)構(gòu)設(shè)計上比1#流量計更具有抗擾流作用，從而降低了對前直管段要求。

圖3　1#渦輪流量計結(jié)構(gòu)示意圖

圖4　2#渦輪流量計結(jié)構(gòu)示意圖

4　結(jié)束語

通過對渦輪流量計的結(jié)構(gòu)原理和實驗數(shù)據(jù)分析，前直管段長度對渦輪流量計存在一定的影響，只有保證一定的前直管段，才能確保渦輪流量計計量性能準(zhǔn)確可靠。渦輪流量計的前導(dǎo)流體在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有多種形式，采用什么樣的結(jié)構(gòu)值得探討。

[1]梁國偉，蔡武昌.流量測量技術(shù)及儀表.機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[2]孫淮清.“流量測量方法與儀表選用”講座 渦輪流量計(一).自動化儀表，1998，19(7)

[3]蔡武昌，孫維清，紀(jì)綱.流量測量方法和儀表選用.化學(xué)工業(yè)出版社，2001

[4]蘇彥勛，李金海.流量計量.中國計量出版社，1991