酒精流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類(lèi)，當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)傳感器時(shí),，在流體的作用下,，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,，同時(shí),，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線(xiàn)，改變線(xiàn)圈的磁通量,，根據(jù)電磁感應(yīng)原理,，在線(xiàn)圈內(nèi)將感應(yīng)出脈動(dòng)的電勢(shì)信號(hào)，即電脈沖信號(hào),，此電脈動(dòng)信號(hào)的頻率與被測(cè)流體的流量成正比,。影響渦輪流量計(jì)精度的主要外部因素是流體的流動(dòng)狀態(tài)，渦輪流量計(jì)特性曲線(xiàn)要保持良好的線(xiàn)性關(guān)系,，流過(guò)流量計(jì)的流體應(yīng)為充分發(fā)展的流型,。

1.酒精流量計(jì)旋轉(zhuǎn)系數(shù)與下游直管段長(zhǎng)度之間的關(guān)系
旋轉(zhuǎn)流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度用旋轉(zhuǎn)系數(shù)來(lái)表示，旋轉(zhuǎn)系數(shù)定義為角動(dòng)量通量與軸向動(dòng)量通量的比值：

式中：ω -- 周向速度,；
u -- 軸向速度,；
R -- 管道半徑,；
A -- 流體流過(guò)的橫截面積；
ρ -- 密度,。
對(duì)于圓管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流,，在r=0.95R處的旋轉(zhuǎn)角度**，即：

采用多項(xiàng)迭代的方法,，可編程計(jì)算出在某個(gè)值時(shí)（X 為圓管直徑D的倍數(shù)）滿(mǎn)足一定精度的Sw值：

    常數(shù)b和c與流體性質(zhì),、雷諾數(shù)和流量有關(guān)，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,。對(duì)于不可壓縮流體,，b=0.030~0.085，c=0.10~0.50,。一般來(lái)說(shuō),，流量越大，旋轉(zhuǎn)流的衰減越大,，由式（3）可以看出,，旋轉(zhuǎn)流發(fā)生后的直管段越長(zhǎng)，旋轉(zhuǎn)流的強(qiáng)度越弱,，對(duì)渦輪流量計(jì)精度的影響越小,。
2.導(dǎo)管連接型渦輪流量計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
    為了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能得到理想的旋轉(zhuǎn)流體，實(shí)驗(yàn)中采用了模擬多種強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)流的發(fā)生器,，旋轉(zhuǎn)流發(fā)生器安裝在流量計(jì)上游來(lái)流的起始點(diǎn)處,。
    實(shí)驗(yàn)采用稱(chēng)量法，記錄電子稱(chēng)上的質(zhì)量脈沖數(shù)N,，N乘以質(zhì)量脈沖常數(shù)（0.08333）,，即得到質(zhì)量值（kg），同時(shí)記錄時(shí)間和渦輪變送器的脈沖數(shù),，在每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)做三次,，記錄三組數(shù)據(jù)，共選擇5個(gè)流量點(diǎn)來(lái)覆蓋渦輪流量計(jì)的測(cè)量量程,。流量Q=0.08333N/t,，儀表系數(shù)為：

儀表系數(shù)K與旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw成線(xiàn)性關(guān)系，儀表精度為：

其中α,、d均為待定系數(shù),。
    根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得多組脈沖數(shù)和流量數(shù)據(jù)，可計(jì)算出儀表精度δ值,。按δ-X方程及δ和X數(shù)據(jù)進(jìn)行**小二乘法回歸,，可確定α和d的數(shù)值。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)不可壓縮流體,，α=1.15~2.20,，d=0.016~0.11。
3.直管段長(zhǎng)度和流量計(jì)精度的初步預(yù)測(cè)
    在工程設(shè)計(jì)中,，根據(jù)流體性質(zhì),、流量和雷諾數(shù)確定α和d值。這樣,，按照式（5）就可以依不同的流量計(jì)精度要求,，對(duì)直管段長(zhǎng)度進(jìn)行初步預(yù)測(cè)，或確定直管段長(zhǎng)度后,，對(duì)流量計(jì)的精度做初步預(yù)測(cè)。
當(dāng)δ=0.2%時(shí),，不同流量下所需直管段長(zhǎng)度見(jiàn)表1,。
表1 不同流量下所需直管段長(zhǎng)度

當(dāng)X=30時(shí)，不同流量下儀表精度見(jiàn)表2,。
表2 不同流量下預(yù)測(cè)的儀表精度

對(duì)流量計(jì)的精度和直管段的預(yù)測(cè),，為不同精度要求的渦輪流量計(jì)選擇適當(dāng)長(zhǎng)度的直管段提供了理論參考。
4.結(jié)語(yǔ)
（1）旋轉(zhuǎn)數(shù)Sw與X成指數(shù)關(guān)系,，即隨著下游距離X的增加,，旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度以指數(shù)方式衰減。指數(shù)系數(shù)c和α值與介質(zhì)的性質(zhì),，雷諾數(shù)等參數(shù)有關(guān),。
（2）對(duì)于任一旋轉(zhuǎn)流源，隨著下游距離的增加,，在大流量區(qū)旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度快,，而在小流量區(qū)，旋轉(zhuǎn)流強(qiáng)度衰減速度要慢一些,，因此,，對(duì)小流量的流量計(jì)管道設(shè)計(jì)中需要加長(zhǎng)直管段，以減少旋轉(zhuǎn)流對(duì)流量計(jì)精度的影響,。
（3）不論旋轉(zhuǎn)流的方向如何,，流量計(jì)越靠近旋轉(zhuǎn)流源，流量計(jì)的精度δ越差,，流量計(jì)精度可以按式（5）進(jìn)行初步預(yù)測(cè),。

江蘇酒精流量計(jì)廠(chǎng)家
1.酒精流量計(jì)脈動(dòng)流特性
    幾乎所有的管道流都是不穩(wěn)定的，不論是層流狀態(tài)還是湍流狀態(tài)下都存在各種干擾,。所謂脈動(dòng)流是指流體在測(cè)量區(qū)域的流速是時(shí)間的函數(shù),，但在一個(gè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)有一個(gè)恒定的平均值，這個(gè)值決定于脈動(dòng)流的流動(dòng)規(guī)律。
    真正的管道定常流僅出現(xiàn)在層流中,，大多數(shù)工業(yè)管流均出現(xiàn)湍流現(xiàn)象,，試試一種統(tǒng)計(jì)意義上的定常流，脈動(dòng)流會(huì)影響渦輪流量計(jì)的測(cè)量**度,，有時(shí)會(huì)使其測(cè)量值嚴(yán)重失真,，所以工業(yè)上迫切需要研究脈動(dòng)流對(duì)其測(cè)量**度的影響。
    脈動(dòng)無(wú)處無(wú)時(shí)不在,，但測(cè)量卻非常困難,，我們通常只能測(cè)量出脈動(dòng)的主要參數(shù)，如輻值,、頻率和波形,，然后通過(guò)這些參數(shù)分析脈動(dòng)可能給流量計(jì)造成的影響。
2.脈動(dòng)流對(duì)導(dǎo)管連接型渦輪流量計(jì)測(cè)量精度的影響
2.1特性方程及計(jì)算
    渦輪流量計(jì)以動(dòng)量矩守恒定理為基礎(chǔ)的一種速度式流量?jī)x表,，對(duì)非穩(wěn)定流由于轉(zhuǎn)子葉片和相關(guān)傳動(dòng)裝置的共振,、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、脈動(dòng)的形狀,、轉(zhuǎn)子和齒輪摩擦阻力及轉(zhuǎn)子瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩等因素影響,，使渦輪流量計(jì)產(chǎn)生很大的誤差，用機(jī)翼理論來(lái)分析作用在轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩,，可得到其運(yùn)動(dòng)方程:

    式中J為葉片轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,，θ為葉與軸線(xiàn)之間的夾角，r為渦輪葉片的平均半徑,，A為管道流量面積,，ρ為流體密度，ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角加速度,，Q為通過(guò)管道流量,。
    若把脈動(dòng)流表示為Q=asin2πfpt，經(jīng)過(guò)分析整理,，可得出渦輪旋轉(zhuǎn)角加速度與脈動(dòng)流各參數(shù)的關(guān)系：22

其中C為穩(wěn)態(tài)時(shí)的ω值,。
    對(duì)特定的渦輪流量計(jì)和不同的脈動(dòng)流，可編程計(jì)算出（2）式在脈動(dòng)周?chē)鷥?nèi)各離散點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的ω（t）,，據(jù)此計(jì)算可畫(huà)出ω（t）曲線(xiàn),，其流程圖如圖1：
2.2結(jié)構(gòu)與分析
    經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致流量計(jì)產(chǎn)生誤差的主要因素是脈動(dòng)流的頻率,，所加的正弦脈動(dòng)流的頻率與穩(wěn)態(tài)下渦輪的旋轉(zhuǎn)角加速度的關(guān)系為ω=2πfp(1/qm)r2時(shí),，相應(yīng)曲線(xiàn)與輸入正弦曲線(xiàn)**為接近,，與理論分析基本吻合，多次改變脈動(dòng)流頻率、振幅參數(shù),，發(fā)現(xiàn)有時(shí)圖形失真非常厲害，通過(guò)對(duì)多幅圖形的比較，發(fā)現(xiàn)有如下規(guī)律：（見(jiàn)圖2、3）

當(dāng)脈動(dòng)流頻率fp大于旋轉(zhuǎn)角加速度ω時(shí),，儀表的相應(yīng)曲線(xiàn)開(kāi)始失真，脈動(dòng)頻率導(dǎo)致相應(yīng)曲線(xiàn)的幅值發(fā)生改變,，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn),，脈動(dòng)頻率越大，響應(yīng)幅值越小,，脈動(dòng)頻率越小,，響應(yīng)幅值越大，即隨著頻率的增大,，響應(yīng)失真程度隨著增大,，但**終有趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。 當(dāng)脈動(dòng)流頻率fp大于旋轉(zhuǎn)角加速度ω時(shí),，響應(yīng)曲線(xiàn)的失真程度隨脈動(dòng)振幅的增大而加劇,，但當(dāng)脈動(dòng)振幅小于某一振幅值時(shí)，其變化可認(rèn)為不影響渦輪流量計(jì)的精度,；當(dāng)脈動(dòng)頻率fp小于旋轉(zhuǎn)角加速度ω時(shí),，響應(yīng)曲線(xiàn)的失真程度與脈動(dòng)振幅的變化無(wú)關(guān)聯(lián),。 對(duì)于形狀不失真的響應(yīng)曲線(xiàn),，其響應(yīng)曲線(xiàn)的幅值還與其它參數(shù)有關(guān)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),，對(duì)測(cè)量誤差影響較大的參數(shù)還有葉片轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和葉片的初始旋轉(zhuǎn)角加速度C.J越小,，響應(yīng)曲線(xiàn)的幅值越大，J越大,，響應(yīng)曲線(xiàn)的幅值越小,，但J太大或太小都會(huì)影響響應(yīng)曲線(xiàn)的幅值失真過(guò)大，其值取在2*10-6-3*10-6（kg.m2）之間時(shí),，響應(yīng)曲線(xiàn)**,，從參數(shù)分析可知，響應(yīng)曲線(xiàn)與輸入脈動(dòng)曲線(xiàn)之間有一個(gè)位移,，此位移的大小主要是與初始值C有關(guān),。

3.結(jié)論
   從以上分析計(jì)算可知，脈動(dòng)流頻率對(duì)渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度影響**,，當(dāng)脈動(dòng)頻率fp小于旋轉(zhuǎn)角加速度ω時(shí),，流量?jī)x表的響應(yīng)曲線(xiàn)與輸入脈動(dòng)曲線(xiàn)相似，測(cè)量結(jié)構(gòu)接近于真值,；脈動(dòng)振幅對(duì)渦輪流量計(jì)的測(cè)量精度存在影響,，但當(dāng)脈動(dòng)振幅小于某一振幅值時(shí)，可認(rèn)為其不影響渦輪流量計(jì)的精度；葉片轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和葉片的初始旋轉(zhuǎn)加速度C也對(duì)渦輪流量計(jì)測(cè)量精度有影響,。

酒精流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)
1） 維護(hù)方便高精度,，一般可達(dá)±1%R、±0.5%R,，高精度型可達(dá)±0.2%R,；

2） 重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05%～0.2%,，正是由于具有良好的重復(fù)性,，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線(xiàn)校準(zhǔn)可得到*的**度，
在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì),；

3） 輸出脈沖頻率信號(hào),，適用總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移,，抗*力強(qiáng),；

4） 可獲得很高的頻率信號(hào)（3～4kHz），信號(hào)分辨力強(qiáng),；

5） 范圍度款,，中大口徑可達(dá)1:20，小口徑為1:10,；

6） 結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,，安裝維護(hù)方便，流通能力大,；

7） 適用高壓測(cè)量,，儀表表體上不必開(kāi)孔，易制成高壓型儀表,；

8） 型傳感器類(lèi)型多,，可根據(jù)用戶(hù)特殊需要設(shè)計(jì)為各類(lèi)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(cè)量,，壓力損失小，價(jià)格低,，可不斷流取出,，安裝。

酒精流量計(jì)基本參數(shù)與技術(shù)性能

酒精流量計(jì)選型：

注：DN15～DN40常規(guī)為螺紋連接,，DN50以上為法蘭連接

例如,，選用一臺(tái)法蘭連接式非防爆型渦輪流量計(jì)測(cè)量水，需要內(nèi)部鋰電池供電,，管道為DN40,，要求精度0.5級(jí)，304不銹鋼材質(zhì),，儀表耐壓16MPa測(cè)量范圍為標(biāo)準(zhǔn)量程,，其產(chǎn)品型號(hào)應(yīng)為：LWGY-40B-5SSN/H16

江蘇酒精流量計(jì)廠(chǎng)家