渦輪流量計的結構及工作原理

渦輪流量計是一種流體測量裝置，渦輪流量計結構示意圖如圖 2-1 所示，主要由殼體、整流器、葉輪、機芯艙體、磁性聯軸器、機械計數器及齒輪變速器等構成[39]。

渦輪流量計是一種速度式流量儀表，它以動量守恒原理為基礎。流體沖擊葉輪，使葉輪旋轉，葉輪的旋轉速度隨流量的變化而變化，根據葉輪轉速求出流量值。當被測流體通過渦輪流量計時，流體通過整流器后沖擊葉輪葉片，由于葉輪葉片與流體流向之間有一傾斜角，流體的沖擊力對葉輪產生轉動力矩，使葉輪克服機械摩擦阻力矩和流體阻力矩而轉動，其旋轉速度與被測流體體積流量近似成比例。

通過渦輪流量計的流體體積的測量是基于葉輪的旋轉數得到的，主要是運用磁電轉換裝置或者機械輸出裝置將葉輪旋轉數轉化成電脈沖，送入渦輪流量計的二次儀表進行計算和顯示，由單位時間電脈沖數和累計電脈沖數反映出被測流體介質的瞬時流量和累計流量[40]。

在某一特定流量和流體粘度范圍內，渦輪流量計輸出的信號脈沖頻率 f 與所通過渦輪流量計的被測流體介質的體積流量vq 成正比，如式（2-1）所示，即：

f=Kqv                           (2-1)

式中 K 為渦輪流量計的儀表系數，單位為 1/L 或 1/m3，儀表系數通常由實驗測得。通過式（2-1）的轉化，可以得出求解渦輪流量計體積流量的計算公式，如式（2-2）和式（2-3）所示，即：

式中 V 為體積流量，單位為 m3；N 為信號脈沖數。