压力补偿型的气体涡轮流量计
一、概述
气体的密度远小于液体的密度，因此在结构上与液体涡轮流量计有显著差别，且气体的密度受温度、压力的变化影响较大。因此进行气体体积流量测量时，多采用带温度、压力补偿功
能的气体涡轮流量计，以达到准确测量气体介质的目的。这种涡轮流量计在测量体积流量的同时，必须跟踪检测气体介质的温度和压力，并将不同工况条件下的气体体积流量换算成标准状态下
(p=101. 3?,5kPa，T=273, 15K)的体积流量。这种温度、压力补偿型的气体涡轮流量计的典型结构。
温度、压力补偿型气体涡轮流量计可采用电磁感应原理将涡轮转速转换为与流体体积流量成正比的脉冲信号。该信号经放大、滤波、整形后输入运算器，与温度、压力信号一起进行运算处
理，运算器按照气体状态方程进行运算，其结果可以就地显示或用多种信号形式远传。
气体状态方程可写为
vo -V延黔堕×象=v净：c，，∞，式中 Vo-标准状态下的体积量，I113；v-工作状态下的体积量，m3；p—p。+pg-流量计压力检测点的绝对压力，kPa；
p。——当地大气压，kPa;
pg-流量计压力检测点的表压力，kPa,
Po-标准大气压(101. 325kPa)；
孔——标准状态下的绝对温度(273.15K)；
T-被测介质绝对温度(273. 15+t)K；
￡——被测介质温度，℃；
Fz一√象——气体压缩因子（对于天然气压缩因子，可按中国石油天然气总公司ST／T6143-1996标准计算），
Zn-标准状态下的气体压缩系数5
zg -工作状态下的气体压缩系数。
如采用各类单片机技术和微功耗技术作为运算器，则除了温度、压力补偿外，还可以有报警、自诊断、信号远传等多种功能，做到功能强、运算精确度高、结构紧凑、抗干扰能力强、测量范围宽、重复性好。气体涡轮流量计可广泛应用于单相气体（包括压缩气体）标准
体积总量的计量，是石油、化工、电力、冶金以及城市燃气管网等行业气体计量的理想
仪表。
二、智能气体涡轮流量计的设计
智能气体涡轮流量计的结构设计是在通用涡轮流量计的基础上增加相应的传感器组件和
微处理器构成的，主要由流量积算仪、温度传感器组件、压力传感器组件、涡轮流量传感器
四大部分组成。
（一）涡轮流量传感器设计
涡轮流量传感器由表体、整流器、涡轮、轴、轴承及信号检测器组成，
(1)表体表体是传感器的主体部件，它起到承受被测流体的压力、固定安装检测部
件、连接管道的作用。表体采用不导磁的不锈钢或硬铝合金制造。表体从外壁装入温度、压
力等信号检测器。测压孔取位于整流器距离进口1／2～2/3的位置，直径不得大于3mm;测
温孔取位于涡轮定位座后2D以内。
(2)整流器在传感器的进口安装整流器，它对流体起导向整流以及支撑叶轮的作用。
整流器的设计目的是调整气流的速度分布剖面。整流器导流体的外径设计同涡轮轮壳外径。
为了使流体的分布均匀，要将整流器设计成轴对称结构。材质要求选用不导磁不锈钢或硬铝
材料制作。
(3)涡轮涡轮亦称叶轮，是传感器的检测元件，它由高导磁性材料制成。叶轮有直板
叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种，也可用嵌有许多导磁体的多孔护罩环来增加一定数量
叶片涡轮旋转的频率。叶轮由支架中轴承支撑，与表体同轴，其叶片数视口径大小而定。叶
轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响，要根据流体性质、流量范围、使用要求等设
计。叶轮的动平衡很重要，直接影响仪表性能和使用寿命。叶轮是变送器的敏感元件，也是
关键元件，所以叶轮的设计将直接影响到变送器的性能好坏。由于仪表常数女是叶片安装角
口、顶晾Ar、叶栅重叠度以及流通截面的函数，所以选择理想的叶轮结构参数是很重要的。
(4)轴与轴承轴与轴承支撑叶轮旋转，需有足够的刚度、强度和硬度、耐磨性、耐腐
蚀性等，它决定着传感器的可靠性和使用期限。流量传感器失效通常是由轴与轴承引起的，
因此它的结构与材料的选用以及维护是很重要的。同时，轴承阻力矩的大小影响流量计的计 |
