JA-LWGY系列渦輪流量顯示計是吸取了國內外流量儀表先進技術經過優化設計，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流量計，廣氾用於測量封閉管道中與不鏽鋼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於5×10^-6m²/s的液體，對於運動粘度大於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。

 

圖1

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，葉輪的轉動週期地改變磁電轉換器的磁阻值。檢測線圈中的磁通道隨之發生週期性變化，產生週期性的感應電勢，即電脈衝信號，經放大器放大后，送至顯示儀表顯示。

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。

（1）         實用流量方程式中

，……分別為體積流量，m³/s，質量流量，kg/s；

F……流量計輸出信號的頻率，Hz；

K……流量計的儀表係數，P/m³。

流量計的係數與流量（或管道雷諾數）的關係曲線如圖2所示。由圖可見，儀表係數可分為兩段，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。當流量低於傳感器流量下限時，儀表係數隨着流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關係。當流量超過流量上限時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。

傳感器的儀表係數由流量校驗裝置校驗得出，它完全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（頻率脈衝信號）確定其轉換係數，它便於實際應用。但要注意，此轉換係數（儀表係數）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係數將發生變化，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。

 

（2）         理論流量方程

根據動量矩定理可以列出葉輪的運動方程

 

式中

J：葉輪的慣性矩；

：葉輪的旋轉加速度

M₁：流體的驅動力矩

M₂：粘性阻力距

M₃：軸承摩擦阻力距

M₄：磁阻力矩

當葉輪以恆速旋轉時， ，則M₁₌ M₂₊ M₃₊ M₄。

經理論分析與實驗驗証可得

 

式中

n：葉輪轉速；

q_v：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）有關的係數；

B：與葉片頂隙，流體流速分布有關的係數；

C：與摩擦力矩有關的係數。

國內外學者提出許多理論流量方程，它們適用於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複雜的關係。比如當現場有旋渦和非對稱速度分布時水動力學特性就非常複雜。不能用理論式推導儀表係數，儀表係數仍舊需由實流校驗確定。但是理論流量方程有巨大的實用意義，它可用於指導傳感器結構參數設計及現場適用條件變化時儀表係數變化規律的預測和估算。

Ø         高精確度，一般可達±1%R、±0.5%R，高精度型可達±0.2%R；

Ø         重複性好，短期重複性可達0.05%~0.2%,正是由於具有良好的重複性，如經常校準或在線校準可得到極高的精確度，在貿易結算中是優先選用的流量計；

Ø         輸出脈衝頻率信號，適於總量計量及與計算機連接，無零點漂移，抗干擾能力強；

Ø         可獲得很高的頻率信號（3~4kHz），信號分辨力強；

Ø         範圍度寬，中大口徑可達1:20，小口徑為1:10；

Ø         適用高壓測量，儀表表體上不必開孔，易製成高壓型儀表；

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

Ø         可製成插入型，適用於大口徑測量，壓力損失小，價格低，可不斷流取出，安裝維護方便。