旋翼式蒸汽流量计

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旋翼式流量计测量原理

  旋翼式流量计测量原理是节流孔板和涡轮流量计的结合，常用于蒸汽流量测量。根据节流孔板测量原理可确定分流部分的流量占总流量的比率。根据涡轮流量计确定分流部分的流体流量。计算公式如下:

式中，N是旋翼转速，r/min; K是仪表比例系数，采用不同单位和不同流体类型时其值不同;ρ是流体(蒸汽)密度，kg/m3;qv是流体体积流量，m3/s。

旋翼式流量计的结构

①结构

如图所示，旋翼式流量计由分流管、节流孔板、旋翼、阻尼部件、显示表头等部分组成。是测量气体、蒸汽等流体累积流量的经济型仪表。

a.分流管。用于将流体分为两部分，一部分经节流孔板，另一部分经分流管，使旋翼叶轮旋转。

b.节流孔板。用于根据流体流量产生对应的差压。该差压被用于作为分流管内旋翼的动力。

c.旋翼。根据分流管两端的差压，推动旋翼叶轮旋转，并受阻尼部件的阻尼而保持与差压成比例的速度旋转。

d.阻尼部件。包括阻尼叶片和减速器等，它提供阻尼转矩，有效吸收流体动能，使转速与流体流量保持一定比例关系。

e.显示表头。旋翼的旋转经阻尼和减速后带动显示表头的齿轮，使与转速对应的流量在显示屏显示。

  旋翼叶轮的旋转速度较快，经阻尼器、减速机构的减速(压力补偿等)，最后用磁耦合的方式，将其旋转运动传递为磁钢的转动.最后用显示表头显示转速(或流量)。

②分类

    由于测量蒸汽时，蒸汽压力是密度的函数，因此，常用压力补偿来确定密度，实现质量流量的显示。按压力补偿方式分流旋翼式流量计可分下列几类。

a.额定压力补偿式。在机械传动机构设置一对摩擦轮和摩擦盘，实现无级差变速，将摩擦轮的线位移反映在刻度盘。刻度盘上标注额定压力数值。用户根据工况下密度ρ与标定时密度ρo，根据下式确定实际的质量流量。

    式中，qm和qmo分别是工况下质量流量和刻度盘显示的质量流量。密度开方值由摩擦轮位移显示。

b.机械自动补偿式。流体压力的变化经波纹管压力检测元件检出，其位移变化经机械凸轮转换，改变传动比可实现对蒸汽压力的补偿，达到直接显示实际质量流量的目的。

c.电子自动补偿式。利用压力检侧元件将蒸汽压力转换为电流或电压信号，将分流旋翼式流量传感器输出的转速脉冲信号输入到质量流量仪，其内部电子器件实现压力补偿运算，并显示补偿后的质量流量。

    旋翼式流量计可根据转换器类型分为纯机械结构型、电子发讯型等类型。纯机械结构型用摩擦盘、摩擦轮的无级变速实现压力补偿。电子发讯型用霍尔元件或磁敏电阻将转速信号转换为电子开关的通断，该脉冲信号经整形、放大后箱出到显示仪表，提供直接的质量流量数据。

旋翼式流量计也可根据连接方式分为水平管路式(流量计只能安装在水平管路)和水平、垂直管路两用式(可通过仪表壳体的旋转实现在水平管路及垂直管路安装流量计)。

旋翼式流量计技术参数以及优缺点分析

旋翼式流量计主要参数

a.仪表比例系数K。它是标准流体单位体积流量流过旋翼流量计传感器时传感器输出的信号脉冲频率。通常，标准流体是水和空气。

b.公称通径DN和公称压力PN.通常，公称通径有DN25~DN150，因主要用于蒸汽流量测量，因此，公称压力PN一般有1MPa和1.6MPa。

c.测量范围。由于流速过高造成对旋翼的冲击，通常，应根据流速不大于30m/s确定。

d.范围度。受分流孔板范围度影响，一般在3:1。

e.精度。一般为2.5级。

旋翼式流量计优点

1. 直接安装在工艺管道，安装方便，不需要引压仪表管路
2. 可直读或远传
3. 结构简单，维护方便
4. 价格较低，精度适中
5. 量程调整较方便(更换不同径比的分流孔板)

旋翼式流量计缺点

1. 因轴承磨损，需定时校准特性
2. 对突然冲击的适应性较差
3. 检测元件直接与被测流体接触，耐腐蚀性较差