文档介绍：涡轮流量计对液体流量的计量石书喜路小燕王铁成董浩(河南天冠集团)摘要:介绍了用较低精度和重复性好的涡轮流量计构成的较高准确度的计量系统,以及计量系统不确定度的合成方法,并列出了确定流量系数的计算公式。关键词:流量计量;涡轮流量计;校验;不确定度涡轮流量计是人们常用的一种流量测量仪表,由于它具有重复性好、适应性强、量程比宽等优点,加上智能化显示控制仪表的出现,在准确度要求较高的计量场合得到了广泛的采用。虽然近年来出现的科里奥利质量流量计能直接测量流体的质量,且准确度高,但价格昂贵,安装要求较高,阻碍了它的应用。这样用涡轮流量计间接测量液体的质量流量就成为人们首选方案之一。这里首先说明一下,储罐液位的高度同,流过流量计的流量也不同。如果液体有几m的高度差,瞬时流量就有较大的变化,以致使计量大大超差。%的涡轮流量计时,如何保证计量要求的精度(%)呢?从下文可以看出,涡轮流量计的精度是表示流量变化范围内的流量系数的变化大小,那么要准确测量液体流量就有两种方法:第一种方法是固定通过涡轮的液体流量(即恒定流速法),这种方法构成的计量系统安装量大,但检定很容易;第二种方法是根据流量的不同来修正流量系数,这种方法虽然安装量小,但检定比较麻烦,因为要据储罐内液面的不同高度,来确定几个流量系数,以精确计算流量。下面详细介绍第一种方法。一、涡轮流量计的工作特性1、工作原理涡轮流量计是利用置于流体中的叶轮感受流体平均速度的流量计,与流量成正比的叶轮转速通常由安装在管道外的检测装置检出,它由涡轮流量传感器和显示仪表组成。流经变送器的流体体积流量qv可用下式表示:qv=f/k(1)式中:f为电信号的频率,它同叶轮转动频率有正比关系;k为常数,亦称仪表系数。式(1)也可改成k=f/qv由上式可看出,仪表系数k是变送器输出电信号的频率f(次/s)同流经仪表的液体体积流量qv(L/s)的比值,k的单位是次/L。输出频率信号的流量计都有仪表系数这一特征常数,它能帮助了解和掌握仪表性能,同时也对流量仪表的检定有重要意义。2、工作特性k-qv的关系曲线称为涡轮流量计的特性曲线如图1所示。图1k-qv关系曲线理论上,k-qv关系应该是确定的,但实际上由于在不同的流动状态下,流体产生阻力机理不同,效果也不同,所以使特性曲线成为曲线形状。(1)在层流区,当qv>qmin时为层流流动状态,仪表系数k将随流量qv的增加而增大。(2)在紊流流动状态下,仪表系数k仅与仪表本身结构参数有关,而与流量qv、流体粘度μ等参数无关,可近似为一常数。只有在这种状态下,仪表系数k才真正显示了常数的性质。仪表系数k为常数的这个区间,也就是该流量计的流量测量范围。(3)图1中虚线为涡轮流量计的理想特性,若只有这种特性,不论流量如何变化,总可以使累积流量、瞬时流量的误差为零。图1中实线为一般涡轮流量计特性曲线的大致趋势,在进入测量范围(即进入紊流流动状态)以内,随流量的变化其仪表系数K也会有变化,通常其变化幅度左右流量计的测量精度。(4)在层流与紊流叫交界点(Re=2300)上,特性曲线上k有一个峰值,其位置受流体粘度的影响较大。由图1可以看出,如果流速恒定,那么系数k也就有唯一确定的值。下面提出通过恒定液位(即系统压头)的方法来恒定流速,构成一个恒流速计量系统。二、液体计量控制系统1、系统