流量测量系统12.3  体积流量测量12.3.2   机械式流量计机械式流量计是一种放置在流体通道上，并被流体推动的机器。机器周期每秒 数与体积流量 成正比，即 ，以便测量由 产生的 ，然而，机械流量计常用来测量已流过的时间间隔 的总流体体积 。 期间的机器周期的总数为：69497

即总计数与体积成正比。已经开发出大量的机械式流量计，最常用的是轴流式涡轮流量计。

涡轮流量计原理

涡轮流量计（见图12.10和图12.11）由多叶片的转子悬浮在流体撞击叶片，使他们在流量近似成比例的角速度中旋转。叶片通常是四至八编号，是由铁磁材料和刀片在仪表外壳的永久磁铁和线圈构成磁回路。这给出了一个可变磁阻发电机（8.4节）；线圈中产生的电压是一个正弦波，其频率与叶片的角速度成正比。

假设由于轴承和粘性摩擦的阻力转矩可以忽略不计，转子角速度 与 成正比，即：论文网

                                             [12.29]

其中 是一个常数，这取决于叶片系统的几何形状。可以使用图12.10评估的近似值为 。如果 是通过计量器的体积流率，然后相应的平均速度 是：

                                               [12.30]

其中 是流体的横截面积。假设流体充满管道，则：

 [12.31]

图 12.11涡轮流量计

(a) 施工（在洛马斯，肯特仪器，1977，所测量和控制会议“流量77”）

(b) 信号    (c) 特点      (d) 系统

其中 是叶片的数量， 是它们的平均厚度。从图12.10所示的入口速度三角形：

其中 是叶片的角速度， 是叶片尖端垂直于流动方向的速度, 是入口叶片在尖端的角度。从方程式[ 12.29 ]和[ 12.30 ]可得：

      [12.32]

在8.4节有可变磁阻发电机的原理说明；从方程式[ 8.37 ]线圈中感应的电压为：

                                   [8.37]

其中  是叶片数， 是磁通角变化幅度。因此：

从涡轮流量计输出的信号

这是一个正弦信号,振幅 ,频率 ，即流量的振幅和频率成正比（见图12.11）。

流量计信号 通常通过积分器和施密特触发电路（图12.11）。因此，输出是一个恒定的振幅，方波信号的可变频率 ，即使在存在相当大的噪声和干扰也可以成功地发送到远程计数器。由于 ，其中 是线性灵敏度或仪表系数、总计数 与总体积 成正比，仪表系数 由方程[ 12.32 ]中 给定。

特性

对于一个给定的流量计，仪表校正因数 是通过直接校准发现：典型的结果如图12.11所示。正常流量范围通常是从约10%至最高额定流量的100%。在这个范围内，仪表校正因数 的均值偏差通常在0.5%以内，甚至仅为±0.25%。流量低于10%，轴承和流体摩擦变得最显著， 和 之间的关系变得越来越非线性。重复性被引用在实际流量的0.1%以内。5英寸范围内计脉在45至450 之间，仪表系数 脉冲 将输出在15至150脉冲 之间(带水)。

涡轮流量计可用于范围广泛的管道直径，通常在5毫米至500毫米之间。他们往往是比其他流量计更细腻、更可靠的流量计；如果固体颗粒存在于流体中，叶片和轴承可能会损坏。它们是相对昂贵的，并且在最大流量（带水）有一个永久的压力降，通常在0.1至1 bar 之外。现代涡轮流量计有“推力补偿”，推力对转子的流体的推力是由一个相反的推力平衡，从而减少轴承磨损。整流叶片定位仪表的上游根据方向去除流体漩涡，否则会导致转子角速度太高或太低。