通過(guò)對機械表頭和電子表頭兩種結構型式的氣體渦輪流量計的結構、工作原理、實(shí)際應用幾方面所進(jìn)行的分析比較，增加燃氣計量用戶(hù)對氣體渦輪流量計產(chǎn)品的了解程度，便于在選型時(shí)做出正確的選擇。

氣體渦輪流量計是一種用于準確測量管道氣體流量的儀表，廣泛應用于石油、化工、電力、工業(yè)鍋爐等燃氣計量領(lǐng)域。從結構型式、讀數方式上分兩種：一種是帶有LCD顯示屏的電子表頭式，一種是帶有低頻脈沖輸出的計數器字輪指示的機械表頭式。

下面從氣體渦輪流量計的結構型式方面作對比分析。

1、結構與工作原理

1.1 機械表頭式渦輪流量計的結構與工作原理

如圖1，機械表頭式的氣體渦輪流量計主要由殼體、導流器、機心組件、計數器組件(表頭)、潤滑系統、智能體積修正儀(可選)幾部分組成。

(1)殼體 流量計的承壓部件，其強度滿(mǎn)足**標準規定的要求。

(2)導流器 位于殼體進(jìn)口端，作用是使氣體平穩的通過(guò)測量元件。

(3)機心組件 是流量計的核心部分，經(jīng)標定后的機心具有互換性。

(4)計數器組件(表頭)屬于非承壓部件，機械字輪式計數器顯示出工作溫度、壓力條件下的體積流量，表頭上裝有防爆低頻脈沖發(fā)生器，所發(fā)出的低頻脈沖信號可用來(lái)對流量計進(jìn)行測試或傳輸給體積修正儀。

(5)潤滑系統 流量計在使用過(guò)程中，機心蝸桿軸兩端的軸承轉速特別高，為保證其使用壽命，需通過(guò)潤滑系統定期向流量計內注油，而且天然氣中還含有一些雜質(zhì)或冷凝物，定期注油也會(huì )起到清潔軸承的作用。

(6)智能體積修正儀 屬于流量計的智能可選部分，能把實(shí)際工作溫度、壓力條件下的體積流量轉換成標準溫度、壓力條件下的體積流量?？筛鶕脩?hù)需要進(jìn)行配置。

工作原理：進(jìn)入流量計的被測氣體經(jīng)截面收縮的導流器加速后，作用在軸向安裝的葉輪葉片上，葉輪受流體沖擊而旋轉，葉輪的旋轉角速度在一定的流量范圍內與流體的流量近似成正比，即葉輪轉數與被測氣體體積成正比。葉輪的轉動(dòng)通過(guò)蝸輪蝸桿及磁耦合機構傳送至表頭，經(jīng)多級齒輪減速后傳到多位數的計數器上，從而顯示出工作壓力和溫度條件下流過(guò)流量計的(以立方米為單位)被測氣體的累積體積量。

1.2 電子表頭式渦輪流量式的結構與工作原理

如圖2，電子表頭式的氣體渦輪流量計主要山殼體、整流器、渦輪、信號檢測器、溫度傳感器、壓力傳感器，LCD顯示屏體積修止(X)、潤滑油泵幾部分組成。

(1)殼體、整流器、渦輪、潤滑油泵幾部分的作用與機械表頭流量計的作用相同。

(2)信號檢測器用來(lái)采集機心處所發(fā)出的高頻脈沖信號。

(3)溫度、壓力傳感器屬于智能體積修正儀的一部分。

工作原理：當流體流入流量計時(shí)，在整流器的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時(shí)渦輪產(chǎn)生轉動(dòng)力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開(kāi)始旋轉。在一定的流量范圍內，渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據磁感應原理，利用信號檢測器從與渦輪同步轉動(dòng)的參考輪上感應出與流體體積流量成正比的高頻脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波整形后和溫度傳感器、壓力傳感器檢測到的溫度、壓力信號同時(shí)輸送給體積修正儀進(jìn)行運算處理，直接顯示于LCD顯示屏上。

2、脈沖信號輸出

機械表頭式渦輪流量計可以輸出三種頻率的脈沖信號：直接從機心葉輪處及與葉輪同步轉動(dòng)的參比輪處采集的同頻反相高頻脈沖信號HF3、HF2；在計數器減速齒輪系之前采集的中頻脈沖信號HF1；在計數器減速齒輪系之后(表頭)采集的低頻脈沖信號LF。這三種脈沖信號都可用于對流量計進(jìn)行示值誤差檢測，但傳輸給智能體積修正儀的只有低頻脈沖信號LF。一般情況下，流量計出廠(chǎng)僅配置低頻脈沖發(fā)生器。

電子表頭式渦輪流量計只能輸出一種直接從機心處采集的高頻脈沖信號，并將此信號用于對流量計進(jìn)行示值誤差檢測或傳輸給體積修正儀。

3、應用分析

3.1 技術(shù)性能

從專(zhuān)業(yè)技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，電子表頭式渦輪流量計一般由于無(wú)法有效降低儀表內部阻力，不經(jīng)修正的示值誤差曲線(xiàn)多處(多段)超差，只有通過(guò)將儀表流量分為幾段采用不同的儀表系數進(jìn)行非線(xiàn)性修正，才能使它達到合格示值誤差曲線(xiàn)的要求。機械表頭式渦輪流量計的示值誤差曲線(xiàn)完全由儀表的結構設計技術(shù)水平、零部件制造水平、裝配工藝水平、整機測試水平來(lái)決定，不存在非線(xiàn)性修正的問(wèn)題。示值誤差曲線(xiàn)比較如圖3所示。

渦輪流量計在實(shí)際使用過(guò)程中，由于氣質(zhì)、安裝條件、使用維護等原因，有時(shí)會(huì )造成在線(xiàn)示值誤差曲線(xiàn)與標定示值誤差曲線(xiàn)偏移的現象。對于機械表頭式的流量計，它的曲線(xiàn)如果發(fā)生偏移，只是上下平移，但曲線(xiàn)形狀不會(huì )發(fā)生改變。而經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性電子修正的流量計，當示值誤差曲線(xiàn)發(fā)生變化上下移動(dòng)時(shí)，被修正的流量段的固定修正值是不會(huì )隨著(zhù)曲線(xiàn)的變化而變化的，這樣曲線(xiàn)的形狀就發(fā)生了改變，容易造成計量偏差。所以說(shuō)機械表頭式渦輪流量計比電子表頭式渦輪流量計相對來(lái)說(shuō)性能要穩定得多。

3.2 安全性能

電子表頭式渦輪流量計的LCD顯示屏具有體積修正儀的功能，能把經(jīng)過(guò)溫度、壓力修正的標準狀況下的累積體積量直接顯示在LCD顯示屏上。機械表頭式渦輪流量計所選配的智能體積修正儀與機械表頭上的字輪式計數器是同步顯示實(shí)際工作溫度、壓力條件下的體積流量，并可以在體積修正儀的液晶屏上顯示出轉換成標準溫度、壓力條件下的體積流量。

由于電子元器件的性能受溫度、濕度等環(huán)境因素影響較大，一旦電子顯示部分出現故障，電子表頭式的流量計會(huì )造成已計量的累積體積流量全部丟失，但機械表頭式的流量計還有機械計數器部分能顯示出工作溫度、壓力條件下的燃氣用量，*大程度地降低燃氣公司的損失。所以相對來(lái)說(shuō)，電子表頭式的渦輪流量計不如機械傳動(dòng)的機械表頭式的渦輪流量計安全、可靠。

3.3 市場(chǎng)應用

電子表頭這種結構型式的渦輪流量計在國內生產(chǎn)起步較早，儀表內部除了機心部分以外主要由電子元器件為主，傳動(dòng)部件少，結構較簡(jiǎn)單，制件成本較低，所以售價(jià)相對便宜。機械表頭式的渦輪流量計，從機心到表頭整機采用機械傳動(dòng)，傳動(dòng)部件多，結構較復雜，傳動(dòng)部件加工精度高，制造成本相對較高，銷(xiāo)售價(jià)格也略高于電子表頭式的。

電子表頭流量計在大流量燃氣計量的國內市場(chǎng)初期應用比較廣泛，為國內大多數生產(chǎn)廠(chǎng)家和燃氣用戶(hù)所采用。另外，在國內某些重要的貿易計量場(chǎng)合，從長(cháng)期運行性能穩定可靠、重復性好、準確度高等要求考慮，許多燃氣公司指定使用國外原裝進(jìn)口渦輪流量計，這種流量計一般都是機械表頭式的。但是從國外進(jìn)口原裝整機，存在著(zhù)價(jià)格高、手續麻煩、無(wú)法保證交貨日期、售后服務(wù)難等諸多問(wèn)題。

近年來(lái)，隨著(zhù)國內燃氣行業(yè)新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷應用，渦輪流量計的制造技術(shù)也在不斷完善與成熟，各國內廠(chǎng)家也開(kāi)始研制高準確度的機械表頭式渦輪流量計?，F在，不用經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性補償就能達到1.0級準確度的機械表頭式渦輪流量計已推向市場(chǎng)，它的各項性能指標與從國外進(jìn)口的機械表頭式渦輪流量計產(chǎn)品的水平相近，但銷(xiāo)售價(jià)格卻比國外進(jìn)口整機便宜一半以上，它的供貨周期、售后服務(wù)及技術(shù)支持也更有保障。