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叶轮式流量计

应用流体动量矩原理测量流量的工业装置
叶轮式流量计是通过流体动量矩原理实现流量测量的工业仪表,其核心构件为置于流道内的旋转叶轮。当被测流体通过时,叶轮受流体冲击产生角位移,通过机械传动或电脉冲信号将转速转换为流量数据 [1-2]。该装置主要分为机械传动输出式和电脉冲输出式两类,典型应用包括水表与涡轮流量计,具有结构紧凑、重复精度高等特点,适用于水、石油制品等低粘度液体的计量场景 [2]
测量原理
流体动量矩定理 [1-2]
精度范围
±0.2%R至±2%
适用粘度
≤5×10⁻⁶m²/s
输出形式
脉冲信号/机械计数 [2]
安装要求
入口直管段≥10D
典型结构
切向流式/轴流式 [2]

工作原理

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当流体流经测量管道时,叶轮在流体动量矩作用下产生旋转,其转速与管道平均流速呈正比关系。该运动通过磁电转换器(电脉冲式)或齿轮传动机构(机械式)转化为可计量的电信号或机械位移,最终通过数据处理单元输出流量值 [1-2]颈戏签迎。其套愉中户埋浆慨电脉精地辣冲式装置的叶片每旋转循试樱一周可产生3-4KHz项墓牛的脉冲信号,通虹糠洪过检测脉冲频率实现流量计算。

结构分类

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机械传动式

  • 采用涡轮-齿轮联动结构,通过机械计数器直接显示累计流量
  • 典型代表为传统水表,测量误差约±2% [2]

电脉冲输出式

  • 通过叶轮叶片切割磁感线产生脉冲信号
  • 配备智能处理单元,支持仪表系数修正与数据存储
  • 精度可达±0.2%R,短期重复性0.05%-0.2% [2]

流动形式分类

  • 切向流式:叶轮轴线与流体流向垂直,水车式结构
  • 轴流式:叶轮轴线与流向平行,风车式结构 [2]

技术特性

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  • 测量精度:电脉冲式达±0.2%R,机械式±2%
  • 耐压性能:部分型号可承受10MPa以上工作压力
  • 压力损失:常规工况下小于0.1MPa
  • 量程范围:口径覆盖DN4-DN200,插入式适用于DN300以上管道

应用规范

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介质要求

  • 适用运动粘度≤5×10⁻⁶m²/s的牛顿流体
  • 超出粘度范围需实液标定
  • 介质应与不锈钢1Cr18Ni9Ti等结构材料兼容 [2]

安装条件

  • 上游直管段长度≥10倍管径(20D为推荐值)
  • 下游直管段≥5倍管径
  • 需配置过滤器防止杂质损坏轴承

维护要点

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  • 每半年检查轴承磨损情况
  • 定期校准仪表系数,修正周期不超过12个月
  • 小流量工况需核算压力损失对系统影响 [2]

典型产品

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  • LWGY液体涡轮流量计:采用法兰/螺纹连接,支持4-20mA信号输出,测量重复性0.05%
  • 插入式水表:适用于DN300以上管道,压力损失小于0.03MPa

技术限制

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  • 不适用于含固体颗粒或纤维的流体介质
  • 高粘度介质测量需定制标定
  • 流体温度变化超过±10℃需重新校准 [2]