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粘度補償式渦輪流量計的理論與實踐
來源:  作者:本站
摘 要: 本文介紹傳統渦輪流量傳感器,運用相應粘度補償模型,并配以相應的計算顯示儀表,可以實現對粘性液體的流量測量。

關鍵詞: 渦輪流量計 粘度補償模型 粘性液體

一 前言

傳統渦輪流量計只能用來測量低粘度的液體流量,如水、汽油等。渦輪流量計制造廠一般也規定被測液體粘度不得大于5MPaS,否則將產生嚴重誤差。如何用傳統渦輪流量傳感器準確測量液體粘度大于5MPaS的液體流量,如原油、機械油等的流量,則會引起我們廣泛的重視。

本研究采用LW型傳統渦輪流量傳感器作為研究對象,對其進行了廣泛的理論和實驗研究,得到了這種流量傳感器的介質粘度補償模型,與此同時,我們還研制了具有粘度自動補償功能的渦輪流量計積算顯示儀表,這樣傳統渦輪流量傳感器,運用相應粘度補償模型,并配以本積算顯示儀表,就可以實現對粘性液體的流量測量。

二 介質粘性影響試驗

Hochreiter(1)和 Shafer(2)曾給出了渦輪流量傳感介質粘性影響的物理模型。
(1)
式中
f---------傳感器發出的頻率;
Q-------- 瞬時流量;
v---------被測液體的運動粘度。
式(1)即稱為“渦輪流量計的通用粘度曲線”。其中,Φ為一多項式;Φ的形式必須通過實驗確定。
為此,我們首先進行了介質粘性影響的試驗,試驗裝置如圖1所示。試驗介質粘度變化范圍為1~95.6MPaS;試驗渦輪流量傳感器的型號為LW—25型。

(2)
圖2給出了試驗結果。圖中K為實際儀表常數
E為相同誤差,定義為
(3)

由試驗結果知。當粘度達到8.91mm2/s及更大時,傳感器幾乎失去線性范圍,從圖中還可以看到,在較小流量下,傳感器儀表常數隨粘度變化較大;而且,粘度越大,儀表常數越小,而在較大流量下,粘度影響就小得多。從這個試驗結果說明,小流量時,介質粘性起著重要的作用,而在大流量下,粘度的作用就顯得不重要了。

三 正交多項式粘度補償模型

由渦輪流量計的通用粘度曲線模型知,儀表常數僅取次于 f/v, 即

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