一、防凍液管道流量計概述

        防凍液流量計是吸取了國內外流量儀表*技術經過優化設計，具有結構簡單、輕巧、精度高、復現性好、反應靈敏，安裝維護使用方便等特點的新一代渦輪流量計，廣泛用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質，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，是流量計量和節能的理想儀表。      

       防凍液流量計含脈沖輸出、電流信號輸出、內部鋰電池供電等多種形式以滿足使用方多方面的需求。儀表價格低廉，集成度高，體積小巧，產品也適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計算機控制系統配合使用。

防凍液流量計工作原理

圖 1 所示為渦輪流量傳感器結構簡圖，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，其轉速與管道平均流速成正比，葉輪的轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通隨之發生周期性變化，產生周期性的感應電勢，即電脈沖信號，經放大器放大后，送至顯示儀表顯示。

圖 1

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。

•  實用流量方程

q v =f/K 公式 1

q m =qvρ 公式 2

式中 q v , q m ……分別為體積流量， m 3 /s ，質量流量， kg/s;

f ……流量計輸出信號的頻率， Hz;

K ……流量計的儀表系數， P/m 3 。

流量計的系數與流量（或管道雷諾數）的關系曲線如圖 2 所示。由圖可見，儀表系數可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與傳感器結構尺寸及流體粘性有關。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*，儀表系數隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關系。當流量超過流量上*要注意防止空穴現象。結構相似的 TUF 特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統誤差水平方面有所不同。

圖 2 渦輪流量計特性曲線

傳感器的儀表系數由流量校驗裝置校驗得出，它*不問傳感器內部流體機理，把傳感器作為一個黑匣子，根據輸入（流量）和輸出（頻率脈沖信號）確定其轉換系數，它便于實際應用。但要注意，此轉換系數（儀表系數）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將發生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數的情況而定。

•  理論流量方程

根據動量矩定理可以列出葉輪的運動方程

公式 3

式中 J ： 葉輪的慣性矩；

dw/dt ： 葉輪的旋轉加速度；

M 1 ： 流體的驅動力拒；

M 2 ： 粘性阻力矩；

M 3 ： 軸承摩擦阻力矩；

M 4 ： 磁阻力矩。

當葉輪以恒速旋轉時， 0 ，則 M 1 = M 2 + M 3 + M 4 。經理論分析與實驗驗證可得

公式 4

式中 n ： 葉輪轉速；

qv ： 體積流量；

A ： 與流體物性（密度、粘度等），葉輪結構參數（葉片傾角、葉輪直徑、

流道截面積等）有關的系數；

B ： 與葉片頂隙，流體流速分布有關的系數；

C ： 與摩擦力矩有關的系數。

國內外學者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結構及流體工作條件。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雜的關系。比如當流場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學特性就非常復雜。不能用理論式推導儀表系數，儀表系數仍需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用于指導傳感器結構參數設計及現場使用條件變化時儀表系數變化規律的預測和估算。

二、防凍液流量計產品特點

1.        高jing度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；

2.        重復性好，短期重復性可達0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復性，如經常校準或在線校準可得到*的**度，在貿易結算中是優先選用的流量計；

3.        輸出脈沖頻率信號及4-20MA電流信號，適于總量計量及與計算機連接，無零點漂移，抗*力強；

4.        可獲得很高的頻率信號（3-4kHz），信號分辨力強；

5.        范圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；

6.        結構緊湊輕巧，安裝維護方便，流通能力大；

7.        適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；

8.        型傳感器類型多，可根據用戶特殊需要設計為各類型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂型等；

9.        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。

 三、防凍液流量計基本參數與技術性能

防凍液流量計選型：

注：DN15～DN40常規為螺紋連接，DN50以上為法蘭連接

例如，選用一臺法蘭連接式非防爆型渦輪流量計測量 水，需要內部鋰電池供電，管道為DN40，要求精度0.5級，304不銹鋼材質，儀表耐壓16MPa測量范圍為標準量程，其產品型號應為：LWGY-40B-5SSN/H16

安裝情況對流量計的測量準確度影響很大。 
1、流速分布不均和管內二次流的存在是影響渦輪流量計測量準確度的重要因素。所以，渦輪流量計對上、下游直管段有—定要求。對于工業測量，一般要求上游20D，下游5D的直管長度。為消除二次流動，在上游端加裝整流器。若上游端能保證有20D左右的直管段，并加裝整流器，可使流量計的測量準確度達到標定時的準確度等級。 

2、防凍液管道流量計對流體的清潔度有較高要求，在流量計前須安裝過濾器來保證流體的清潔。過濾器可采用漏斗型的，其本身清潔度，可測其兩端的差壓變化得到。 

3、為保證通過流量計的液體是單相的，即不能讓空氣或蒸氣進入流量計，在流量計上游必要時應裝消氣器。對于易氣化的液體，在流量計下游必須保證一定背壓。該背壓的大小可取zui大流量下流量傳感器壓降的二倍加上zui高溫度下被測液體蒸氣壓的1.2倍。 

(3)信號傳輸線 
為了保證顯示儀表對渦輪傳感器輸出的脈沖信號有足夠的靈敏度，就要提高信噪比。為此，在安裝時應防止各種電干擾現象，即電磁感應，靜電及電容耦合。所以，在配置信號傳輸線時，必須注意如下幾點： 

1、限制信號線的zui大長度。信號線的zui大長度為，L＝dV；其中，V為在zui小流量時傳感線圈的輸出電壓有效值，mV；d為系數，m／mV，其值可取：V＜1000mV時，d＝1.0；1000 mV＜d＜5000 mV時，d＝1.5；V＞5000mV時，d＝2.0。 

2、信號傳輸線應采用屏蔽電纜，以防來自外部的感應噪聲。要求傳輸電纜在顯示儀表端屏蔽接地。傳輸電纜不能靠近強電磁設備，不允許與動力線乎行布置。