渦輪流量計(jì)的工作原理認(rèn)識(shí)和校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)
4.1.1 渦輪流量計(jì)的工作原理：
渦輪流量計(jì)是利用安裝在管道中可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪感受物體的速度變化，從而測(cè)定管道內(nèi)的流體流量。
4.1.1.1 渦輪流量計(jì)的構(gòu)成和流量方程式：
流量計(jì)主要由殼體、導(dǎo)流器、支承、渦輪和磁電轉(zhuǎn)換器組成，渦輪是測(cè)量元件，它由導(dǎo)磁系數(shù)較高的不銹鋼材料制成，軸芯上裝有數(shù)片呈螺旋形或直形的葉片，流體作用于葉片，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。殼體和前后導(dǎo)流件由非導(dǎo)磁的不銹鋼材料制成，導(dǎo)流件對(duì)流體起導(dǎo)直作用。在導(dǎo)流件上裝有滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，用來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪。將渦輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方法以磁電式轉(zhuǎn)換法應(yīng)用最廣泛。磁電感應(yīng)信號(hào)檢出器包括磁電轉(zhuǎn)換器和前置放大器，磁電轉(zhuǎn)換器由線圈和磁鋼組成，用于產(chǎn)生與葉片轉(zhuǎn)速成比例的電信號(hào)，前置放大器放大微弱電信號(hào)，使之便于遠(yuǎn)傳。
流體通過渦輪流量計(jì)時(shí)推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪葉片
周期性地掃過磁鋼，使磁路磁阻發(fā)生周期性地變化，線圈感應(yīng)產(chǎn)生的交流電信號(hào)頻率與渦輪轉(zhuǎn)速成正比，即與流速成正比。
式中 為體積流量； 為信號(hào)脈沖頻率； 為儀表常數(shù)。
儀表常數(shù) 與流量計(jì)的渦輪結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。在流量較小時(shí)， 值隨流量增加而增大，只有流量達(dá)到一定值后近似為常數(shù)。在流量計(jì)的使用范圍內(nèi)， 值應(yīng)保持為常數(shù)，使流量與轉(zhuǎn)速接近線性關(guān)系。
渦輪流量計(jì)的顯示儀表是一個(gè)脈沖頻率測(cè)量和計(jì)數(shù)的儀表，根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)和一段時(shí)間的脈沖計(jì)數(shù)，分別顯示瞬時(shí)流量和累積流量。
4.1.1.2 渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)和作用：
渦輪流量計(jì)可以測(cè)量氣體、液體流量，但要求被測(cè)介質(zhì)潔凈，并且不使用于粘度大的液體測(cè)量。它的測(cè)量精度較高，一般為0.5級(jí)，在小范圍內(nèi)誤差可以 ；由于儀表刻度為線性，范圍寬可達(dá)（10～20）:1；輸出頻率信號(hào)便于遠(yuǎn)傳及與計(jì)算機(jī)相連；儀表有較寬的工作溫度范圍（-200～400℃），可耐較高工作壓力（<100MPa）。
渦輪流量計(jì)一般應(yīng)水平安裝，并保證其前后有一定的直管段。為保證被測(cè)介質(zhì)潔凈，表前應(yīng)裝過濾裝置。如果被測(cè)液體易氣化或含有氣體時(shí)，要在儀表前裝消氣器。
渦輪流量計(jì)缺點(diǎn)是制造困難，成本高。由于渦輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承易磨損，降低了長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性，影響使用壽命。通常渦輪流量計(jì)主要用于測(cè)量精度要求高、流量變化快的場(chǎng)合，還用作標(biāo)定其他流量的標(biāo)準(zhǔn)儀表。
4.1.2 渦輪流量計(jì)的技術(shù)指標(biāo)：
詳見渦輪流量計(jì)使用說明書。
4.1.3 渦輪流量計(jì)的校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：
本套裝置可采用容積法和使用0.5級(jí)電磁流量計(jì)對(duì)渦輪流量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)，重點(diǎn)在于學(xué)習(xí)流量計(jì)校核的操作過程。
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> ① 掌握流量計(jì)校驗(yàn)的方法。
② 熟悉校驗(yàn)的操作過程。
③ 驗(yàn)證渦輪流量計(jì)的精度等級(jí)。
2、實(shí)驗(yàn)設(shè)施：化工自動(dòng)化儀表實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線、秒表。
3、實(shí)驗(yàn)原理：
渦輪流量計(jì)的校驗(yàn)方法有兩種，本實(shí)驗(yàn)同樣采用動(dòng)態(tài)校驗(yàn)法進(jìn)行流量的校驗(yàn)，當(dāng)液體經(jīng)離心泵流過渦輪流量計(jì)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥而將流量穩(wěn)定后，關(guān)閉液位水箱出水閥門，讀出液位從某一高度上升至另一高度所需要的時(shí)間即可。
4、實(shí)驗(yàn)步驟：
① 實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量；
② 打開對(duì)象系統(tǒng)儀表控制箱的單相空氣開關(guān)，給所有儀表上電；
③ 智能儀表基本參數(shù)設(shè)置：Sn=15、DIP=0、dIL=0、dIH=1200、oPL=0、oPH=100；
S為水箱隔板開孔以上液位高度的水箱截面積，其大小為0.042475m2,
將校驗(yàn)流量值與瞬時(shí)流量值進(jìn)行比較,求出渦輪流量計(jì)的精度:
5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求：
① 畫出本實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)方框圖。
② 根據(jù)多組實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算出校驗(yàn)流量值。
③ 根據(jù)校驗(yàn)流量值與實(shí)測(cè)渦輪流量計(jì)瞬時(shí)流量值，計(jì)算并判斷渦輪流量計(jì)的精度等級(jí)。