為了了解流體黏度對渦輪流量計特性曲線的影響，采用同量計分別在四種不同黏度下進行實驗，通過大量實驗數(shù)據(jù)比對找出流體黏度變化對渦輪流量計特性曲線、線性度的具體影響，進而指導相關人員在工業(yè)計量中正確使用該流量計，保證工業(yè)計量的準確性和可靠性。

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，渦輪流量計作為速度式流量計的典型代表，被廣泛應于貿易結算、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、科學研究等重大領域。由于許多用戶對該流量計的參數(shù)及計量概念不太了解，所以經(jīng)常錯誤地認為渦輪流量計在同一種介質不同黏度下，線性度、系數(shù)也是一樣的，從而出現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)相差甚遠的情況。本文將用一系列實驗數(shù)據(jù)清楚地說明黏度對渦輪流量計特性曲線、線性度的影響。

1. 原理結構及概念、

渦輪流量計利用置懸流體中葉輪感受流體的平均流速而推導出被測流體的瞬時流量和累積流量，一般由葉輪、導流器、磁鋼、感應線圈、前置放大器等部分組成。渦輪流量計的結構如圖1所示。

( 1)  流體黏度。由于流體流動時內部會產(chǎn)生魔擦，所以各層的速度是不同的，在相鄰層的接觸面存在一對等值反向的力，速度較快的流層帶動速度較慢的層，使之加快速度，速度較慢層阻滯較快層，使之減速，這種阻滯力稱為內摩擦力，而流體黏度是內摩擦的量度，是流體反抗形變的能力。各類流體的黏度不一，對于一般流體，黏度是溫度與壓力的函數(shù)。文中提到的黏度均為運動黏度，單位為 cSt，1cSt=10 － 6 m2 /s。

( 2)  系數(shù)。儀表系數(shù) K 是指單位體積的流體通過流量計發(fā)出的脈沖數(shù)，單位為 L － 1 ，計算公式如下：

2.檢測設備及條件

( 1) 大氣壓:  101 818 Pa。

( 2)  介質: 航空潤滑油。

( 3) 檢定裝置: 航空潤滑油流量標準裝置。

( 4) 被檢表: 型號為 LWGY － 15A，編號為

0906280，生產(chǎn)商為上海某儀表有限公司。

3.實驗數(shù)據(jù)及分析

根據(jù)上述檢測設備及條件，按照 JJG 1037— 2008 《渦輪流量計檢定規(guī)程》，在四種不同黏度下各檢定 5 個點，每點檢定 3 次，得到的數(shù)據(jù)如表 1 ～ 表 4 所示，數(shù)據(jù)表中的頻率、流量、溫度、系數(shù)均為每點檢定 3 次各自的平均值。由表 1 得到儀表線性度為 8. 9% ，儀表系數(shù)為 528. 61 L － 1 ; 由表 2 得到儀表線性度為 6. 3% ，儀表系數(shù)為 553. 89 L － 1 ; 由表 3 得到儀表線性度為 2. 6% ，儀表系數(shù)為 596. 18 L － 1 ; 由表 4 得到儀表線性度為 2. 2% ，

儀表系數(shù)為 622. 44L － 1 。

由于流體具有黏性，所以滑油在通過流量計時產(chǎn)生黏滯阻力矩。從表 1 ～ 表 4 可看出，滑油黏度從 93. 24 cSt→52. 14 cSt→16. 28 cSt→7. 16 cSt 變化時，渦輪流量計的系數(shù) ( 528. 61 L － 1 →553. 89 L － 1 →596. 18 L － 1 →622. 44 L － 1 ) 、線性度 ( 8. 9%→6. 3% →2. 6% →2. 2% ) 都在逐步發(fā)生明顯的變化。當流量計的黏度***大為 93. 24 cSt 時 ( 數(shù)據(jù)表1) ，整個流量計的線性度只有 8. 9% ，根本無法使用，要想達到使用要求只有縮小量程。通過觀察、計算發(fā)現(xiàn)，只有流量為 2. 899 0 ～ 4. 149 7 m3 /h 時，線性度為 ( 575. 86 － 569. 50) / ( 575. 86 + 569. 50) ×100%=0. 56% ，才滿足 JJG 1037—2008 《渦輪流量計檢定規(guī)程》允許的***大誤差 1. 0% ，也就是說只有在這兩點范圍內使用，這個流量計才算是合格的。當黏度變小為 7. 16 cSt 時，線性度范圍則變寬，流量為 1. 019 6 ～ 4. 046 5 m3 /h 時，線性度為 ( 631. 96 － 620. 88 ) / ( 631. 96 + 620. 88 ) × 100%=0. 88% ，完全符合規(guī)程***大允許誤差。

另外，從表 1 ～ 表 4 均可看出，流量計黏度的變化對流量***小點影響也比較大，在四種不同黏度下，系數(shù)都在流量***后一點時發(fā)生了明顯的下降; 而 且 黏 度 *** 大 為 93. 24 cSt 時，系 數(shù) 從524. 93 L － 1  變 為 481. 35 L － 1 ， 系 數(shù) 下 降 了43. 58 L － 1 ; 黏度為 7. 16 cSt 時，系數(shù)從 620. 88 L － 1

變?yōu)?608. 97 L － 1 ，系數(shù)僅下降了 11. 91 L － 1 。從中可看出，隨著黏度的變小，對流量計下限的影響也越來越小。黏度變化對渦輪流量計特性曲線的影響如圖 2 所示。圖 2 中特性曲線從下至上依次對應表 1、表 2、表 3 和表 4，儀表系數(shù)隨著黏度的升高而下降，用于較高黏度時，儀表系數(shù)與流量之間不再保持線性關系，因此，渦輪流量計測量高黏度時，必須根據(jù)黏度和流量進行修正。圖 2

中特性曲線的擬合公式為:

y4 =－ 5. 0312×2 + 28. 554x + 596. 52 y3 =－ 3. 1937×2 + 21. 843x + 573. 19 y2 =－ 8. 474×2 + 57. 668x + 492. 15 y1 =－ 12. 385×2 + 83. 129x + 441. 24

用于測量液體的渦輪流量計，生產(chǎn)廠所給的儀表系數(shù) K 通常是用常溫水標定的，黏度只有1cSt，為了保證測量的準確度，必須注意被測流體黏度對流量計特性的影響。實驗表明，當液體黏度大于 15 × 10 － 6 m2 /s 時，即使同量計同一介質，測量誤差也會明顯增大，所以必須盡量在接近的工作條件下重新標定，從而減小誤差。

4.結束語

隨著流體黏度的變化，流量計的系數(shù)、線性度都會發(fā)生變化，黏度越大，線性度范圍越小。同時黏度變化對特性曲線的下限流量影響***大，影響隨著流量的增大而減小。大量實驗數(shù)據(jù)表明，口徑越大的流量計，黏度變化對線性的影響越小;口徑越小，影響越大。