Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Турбинный расходомер — это тахометрический прибор, в котором чувствительным элементом служит установленная в потоке турбинка (крыльчатка): частота её вращения пропорциональна объёмному расходу среды. Ниже разобрано, как работает турбинный расходомер: устройство турбинки и её опор, бесконтактный съём импульсов, линейность характеристики, требования к прямым участкам трубопровода и области применения.
Прибор относится к расходомерам скорости: он не делит поток на порции, а преобразует осевую скорость потока в угловую скорость вращения турбинки. Отдельно стоит различать турбинный расходомер (измеряет расход в реальном времени) и турбинный счётчик (суммирует обороты, то есть прошедший объём) — конструктивно это один и тот же преобразователь с разной обработкой сигнала.
По действующей терминологии турбинный расходомер — это тахометрический расходомер, в котором преобразовательным элементом является турбина. Турбинный преобразователь расхода определяется как тахометрический преобразователь с аксиально или тангенциально расположенной турбиной. Поток, воздействуя на лопасти, приводит турбинку во вращение; в определённом диапазоне расхода и вязкости угловая скорость вращения пропорциональна объёмному расходу.
Частота вращения турбинки пропорциональна объёмному расходу, а суммарное число оборотов — прошедшему через прибор объёму.
Съём вращения выполняет измерительный преобразователь, формирующий на выходе частотно-импульсный сигнал: частота импульсов пропорциональна расходу, а их общее число — объёму. Такой выход удобно оцифровывать и передавать в вычислитель (корректор), поэтому турбинные преобразователи широко применяют в узлах учёта.
Первичный преобразователь представляет собой отрезок трубопровода (корпус), внутри которого на оси установлена турбинка. По ориентации оси вращения различают два основных типа.
Опоры — самый нагруженный узел: их износ смещает градуировочную характеристику и ограничивает ресурс. Поэтому турбинные преобразователи не применяют на средах с механическими примесями без предварительной фильтрации, а также на сильно загрязнённых и абразивных потоках.
Вращение турбинки преобразуется в электрический сигнал бесконтактно, чтобы не создавать дополнительного тормозящего момента на роторе. Наиболее распространён магнитоиндукционный способ.
Частота импульсов прямо пропорциональна частоте вращения турбинки, а значит и расходу. Число импульсов, накопленное за интервал времени, пропорционально прошедшему объёму.
Ключевая характеристика турбинного преобразователя — коэффициент преобразования (K-фактор): число импульсов, приходящееся на единицу прошедшего объёма. Его определяют при градуировке (поверке) на эталонной установке и заносят в вычислитель.
Q = f / K
f
K
V = N / K
N
K = 1000 имп/л
f = 500 имп/с
Q = 500 / 1000 = 0,5 л/с
N = 1 800 000
V = 1 800 000 / 1000 = 1800 л
Коэффициент преобразования зависит от типоразмера прибора, конструкции турбинки и, в меньшей степени, от свойств среды. Для приведения объёма газа к стандартным условиям (при учёте газа) используют дополнительное измерение давления и температуры и вычислитель.
Достоинство турбинных преобразователей — линейная зависимость частоты вращения от расхода в широком диапазоне, то есть практически постоянный коэффициент преобразования. Линейность (нелинейность) характеристики нормируется в пределах рабочего диапазона; за его нижней границей влияние трения в опорах и вязкости растёт, характеристика искривляется, и коэффициент преобразования перестаёт быть постоянным.
Диапазон измерений задают отношением наибольшего расхода к наименьшему (например, 10:1). В пределах линейного участка обеспечивается высокая повторяемость показаний, что делает прибор удобным для коммерческого учёта. Ниже нижнего предела расхода погрешность быстро растёт, поэтому типоразмер подбирают так, чтобы рабочие расходы приходились на линейную часть характеристики.
Турбинка реагирует на профиль скорости потока, поэтому закрутка и асимметрия, создаваемые местными сопротивлениями (отводами, тройниками, арматурой, насосами), искажают показания. Для восстановления симметричного профиля перед прибором и за ним предусматривают прямые участки трубопровода.
Требуемые длины выражают в диаметрах условного прохода Ду (D) и устанавливают в эксплуатационной документации на конкретный прибор, а для учёта газа — по действующей методике измерений. На практике без устройства подготовки потока прямой участок до преобразователя существенно длиннее, чем за ним; установка струевыпрямителя (устройства подготовки потока) позволяет сократить необходимые длины.
Турбинные расходомеры и счётчики применяют для измерения объёмного расхода и количества чистых маловязких сред:
Поток вращает установленную в трубе турбинку. Чем больше расход, тем быстрее она вращается. Датчик бесконтактно снимает вращение и выдаёт импульсы: их частота пропорциональна расходу, а общее число — прошедшему объёму. Вычислитель по коэффициенту преобразования переводит импульсы в расход и объём.
Это число импульсов, приходящееся на единицу прошедшего объёма. Его определяют при поверке на эталонной установке и заносят в вычислитель. Расход рассчитывают как частоту импульсов, делённую на коэффициент преобразования, а объём — как число импульсов, делённое на него.
Конструктивно это один и тот же турбинный преобразователь. Если измеряется мгновенная частота вращения — прибор работает как расходомер; если суммируется число оборотов (импульсов) — как счётчик количества (объёма). Многие приборы выполняют обе функции одновременно.
Турбинка чувствительна к профилю скорости. Отводы, тройники и арматура закручивают и искажают поток, что смещает показания. Прямые участки до и после прибора восстанавливают симметричный профиль. Струевыпрямитель устраняет закрутку и позволяет сократить требуемые длины. Конкретные значения указываются в документации на прибор.
Из корпуса (отрезка трубопровода), многолопастной турбинки на оси, опор (подшипников качения или скольжения), обтекателей или струевыпрямителей и измерительного преобразователя, снимающего вращение и формирующего импульсный сигнал.
Механические примеси изнашивают опоры и могут заклинить турбинку, а рост вязкости сокращает линейный участок характеристики и снижает точность. Поэтому такие приборы применяют на чистых маловязких средах, а перед ними ставят фильтр.
Линейность — постоянство коэффициента преобразования в рабочем диапазоне: частота вращения пропорциональна расходу. Диапазон задают отношением наибольшего расхода к наименьшему. Ниже нижнего предела трение в опорах и вязкость искривляют характеристику, и погрешность растёт.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.