摘 要：流量计量在各工业系统要求越来越高，液体涡轮流量计在各工业现场应用较多，简要介绍了液体涡轮流量计的工作原理及特点。利用现有滑油流量标准，分别对两台较高精度涡轮流量计进行了性能测试，并对测试结果进行了简要分析，测试结果表明粘度对液体涡轮流量计性能有较大影响。

关键字：计量学 润滑油 液体涡轮流量计 试验分析

1 引言

随着社会及科学技术的不断进步，流量计量的在各工业系统越来越受重视，相关技术也取得了很大的进步，如多种新型流量计不断投入使用，传统流量计技术得到改进，精度更高等。各种在线计量、国际比对，实流测试等已成为如今流量计量发展的主要方向。工业实际应用中流量的准确计量需要高准确度的流量计来保证，更需要对流量计量仪表的正确使用来保证。

2 涡轮流量计及测试依据

2.1 涡轮流量计

液体涡轮流量计是一种速度式流量仪表，利用涡轮感受流体平均流速来导出流量，其工作原理是液体通过流量计内腔，对叶片产生冲击而使涡轮旋转，涡轮旋转速度随流量大小变化而变化，通过涡轮的转速而得到液体介质的流量。因涡轮流量计具有结构简单，体积、质量小，精度高等特点，所以在工业实际中应用最为广泛。如图1所示为涡轮流量计典型结构。

 

图1 涡轮流量计组成

1壳体，2前导流板，3轴承，4涡轮，5变送器，6前置放大器，7二次仪表

2.2 测试依据

涡轮流量计的测试主要依据《JJG1037-2008液体涡轮流量计检定规程》。主要参数包括仪表系数、最大示值误差（仪表线性度）及仪表重复性。计算方法如下：

   （1）

（2）

（3）

式中：K_ij—第i检定点第j次检定的仪表系数，L^-1或（m3）^-1；

N_ij—第i检定点第j次检定时流量计显示仪表测得的脉冲数；

V_ij—第i检定点第j次检定时标准装置测得的实际流量，L或m³；

i—1，2，3…m，m为检定点数，m≥3；

j—1，2，3…n，n为检定次数，n≥3。

K—流量计的仪表系数，L^-1或（m³）^-1；

E—流量计的仪表最大示值误差，L^-1或（m³）^-1；

（K_i）_max—流量计所有检定点中所得到的K_i中的最大值，L^-1或（m³）^-1；

（K_i）_min-流量计所有检定点中所得到的K_i中的最小值，L^-1或（m³）^-1；

3 试验标准及测试仪表

3.1 标准介绍

此次比对试验所使用装置为我单位所拥有的滑油流量标准装置，其主要指标如下所示：

试验介质：4050航空润滑油。

流量范围：（0.1～80）m³/h；

不确定度：0.05%（k=2）；

装置原理：静态质量法；

变温范围：（-35～150）℃；

温控精度：±1℃。

3.2 测试仪表

此次试验测试选用两台涡轮流量计，口径分别为Φ40、Φ25，主要考虑40和25口径的流量计应用较多，同时流量衔接，更具有代表性。其主要参数如下：

（1）Φ40流量计

型号规格：LWGY-40；

流量范围：（2～20）m³/h；

出厂等级：0.5级。

（2）Φ25流量计

型号规格：HPLWGY-25；

流量范围：（1～10）m³/h；

出厂等级：0.5级。

4 试验测试

4.1 测试条件

环境温度：27.0℃；

大气压力：99660Pa；

湿度：44.5%；

介质粘度；20.47cst。

4.2 测试结果

依据以上测试方法对所选流量仪表进行了性能测试，结果测试数据分别列于表1、表2中。

表1 Φ40流量计测试数据

 

依据表1测试数据，经计算可得，Φ40流量计测试结果如下：

仪表系数：（75.869）1/L；

仪表重复性：0.049%；

仪表线性：5.7%。

表2 Φ25流量计测试数据

 

依据表2测试数据，经计算可得，Φ25流量计测试结果如下：

仪表系数：（145.27）1/L；

仪表重复性：0.087%；

仪表线性：3.9%。

5 结论

此次试验所选液体涡轮流量计，出厂精度均达0.5级以上，而测试结果显示两台流量计的线性都较差，分别为5.7%，3.9%，重复性较好，分别达到了0.049%，0.087%。结果表明粘度对涡轮流量计线性影响较大，涡轮流量计在高粘度液体中使用时适合定点使用，检定时要使用实流或粘度相近液体，不宜用水和其它低粘度液体代替。为保证仪表的准确性，可采用系数分段插值法，使仪表在各个测量段线性达到一个理想值，另外可选用使用非线性拟合方法的涡轮流量计。