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粘度补偿式涡轮流量计的理论与实践
来源:  作者:本站
摘 要: 本文介绍传统涡轮流量传感器,运用相应粘度补偿模型,并配以相应的计算显示仪表,可以实现对粘性液体的流量测量。

关键词: 涡轮流量计 粘度补偿模型 粘性液体

一 前言

传统涡轮流量计只能用来测量低粘度的液体流量,如水、汽油等。涡轮流量计制造厂一般也规定被测液体粘度不得大于5MPaS,否则将产生严重误差。如何用传统涡轮流量传感器准确测量液体粘度大于5MPaS的液体流量,如原油、机械油等的流量,则会引起我们广泛的重视。

本研究采用LW型传统涡轮流量传感器作为研究对象,对其进行了广泛的理论和实验研究,得到了这种流量传感器的介质粘度补偿模型,与此同时,我们还研制了具有粘度自动补偿功能的涡轮流量计积算显示仪表,这样传统涡轮流量传感器,运用相应粘度补偿模型,并配以本积算显示仪表,就可以实现对粘性液体的流量测量。

二 介质粘性影响试验

Hochreiter(1)和 Shafer(2)曾给出了涡轮流量传感介质粘性影响的物理模型。
(1)
式中
f---------传感器发出的频率;
Q-------- 瞬时流量;
v---------被测液体的运动粘度。
式(1)即称为“涡轮流量计的通用粘度曲线”。其中,Φ为一多项式;Φ的形式必须通过实验确定。
为此,我们首先进行了介质粘性影响的试验,试验装置如图1所示。试验介质粘度变化范围为1~95.6MPaS;试验涡轮流量传感器的型号为LW—25型。

(2)
图2给出了试验结果。图中K为实际仪表常数
E为相同误差,定义为
(3)

由试验结果知。当粘度达到8.91mm2/s及更大时,传感器几乎失去线性范围,从图中还可以看到,在较小流量下,传感器仪表常数随粘度变化较大;而且,粘度越大,仪表常数越小,而在较大流量下,粘度影响就小得多。从这个试验结果说明,小流量时,介质粘性起着重要的作用,而在大流量下,粘度的作用就显得不重要了。

三 正交多项式粘度补偿模型

由涡轮流量计的通用粘度曲线模型知,仪表常数仅取次于 f/v, 即

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