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气体涡轮流量计的物理模型与性能指标 |
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| 发布时间：2024-05-27 14:32:07 点击次数： |
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1.流量计的物理模型
以气体涡轮流量计为研究对象,流量计的结构主要由前整流器、前导流体、叶轮、表芯支座、后导流体以及壳体等组成,其物理模型如图1所示。流量计的前整流器采用叶栅结构，叶栅数为16;前导流体由第二级16片叶栅(与前整流器叶栅呈11.5°夹角)和80mm长的圆柱结构组成;表芯支座用于固定叶轮，叶轮的叶片数为12,螺旋角为45°;后导流体置于叶轮之后,用于稳定出口处的气流。
气体涡轮流量计的工作原理为:被测气体从管道流入流量计，首先经过前整流器和前导流体进行整流,之后气流推动叶轮使之产生周期性旋转,叶轮转速与被测流体的平均流速成正比。叶轮旋转后带动磁电转换器，使其磁阻值发生变化,在感应线圈中产生周期性变化的感应电势,该信号经放大器放大后送至仪表盘显示。
2.流量计的性能指标
根据气体涡轮流量计检定规章《JJG1037-2008》压力损失、仪表系数、线性度误差等是衡量气体涡轮流量计计量性能的重要指标。
①压力损失
压力损失△P表征流体通过流量计的能量损失,降低压力损失能够减少流量计在使用过程的能耗气体通过流量计的压力损失计算公式为:
式中:α为压力损失系数;ρ为气流密度，单位为kg/m3u为气流流速,单位为m/s。
②仪表系数
仪表系数K是表征流量计测量准确度和量程比的关键性能指标。各流量点的仪表系数Ki与待测气流体积流量Qi及流量计输出脉冲频率ƒ的关系式为:
按计量检定规章，仪表系数K可以由式(3)进行计算:
式中:(K)max和(Ki)min分别表示流量计在分界流量maxmin点q,到最大流量点qmax范围内各个流量检定点得到Ki的最大值和最小值，单位为(m3)-1。K越接近恒定,表示流量计的测量稳定性越高,进行流量转换时的精度也越高。
③最大示值误差E
为了定量表征仪表系数的稳定性，引入最大示值误差。根据计量检定规章,最大示值误差E可以由式(4)进行计算:
在量程范围内最大示值误差越小，表明流量计的仪表系数越稳定,线性度也就越好。
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