터빈유량계는 속도식유량계의 일종에 속하며 주로 공업도관매체류체의 류량측정에 사용되는데 례하면 기체, 액체, 증기 등 여러가지 매체에 사용된다.

그 특징은 압력손실이 적고 량정범위가 넓으며 정밀도가 적당하여 류체를 체적류량으로 측정할 때 류체의 밀도, 압력, 온도, 점도 등 매개 변수의 영향을 거의 받지 않는다.

가동 가능한 기계 부품이 없기 때문에 구조가 간단하고 신뢰성이 높으며 유지보수량이 적고 유통능력이 크다 (기타 동등한 구경의 유량계와 비교하여 통과할 수 있는 유량이 크다). 와스트리트 유량계는 이러한 특징을 가지고 있기 때문에 이미 자주 사용하는 유량계 중의 하나가 되었다.

1. 작업원리 와스트리트 유량계의 작업원리: 와스트리트 유량계는 유체 진동원리를 응용하여 유량을 측정한다. 유체에 삼각주형 소용돌이 발생체 (소용돌이 발생체는 여러 가지 모양이 있음) 를 설치하면 소용돌이 발생체 양쪽에서 번갈아 규칙적인 소용돌이가 발생한다. 이런 소용돌이를 카만 소용돌이라고 한다. 소용돌이는 소용돌이 발생체 하류에서 비대칭적으로 배열된다.

소용돌이의 방출 주파수는 소용돌이 발생체를 흐르는 유체의 평균 속도 및 소용돌이 발생체의 특징 너비와 관련이 있으며, 공식 1로 표시할 수 있다: f는 출력 주파수, 단위는 Hz; v는 소용돌이 발생체를 흐르는 유체의 평균 속도, 단위는 m/s;d는 소용돌이 발생체 영류면의 너비로 단위는 m;D는 파이프의 내경이고 단위는 m;St는 스트로할수 (Strouhalnumber) 이며 무량강수로서 소용돌이 발생의 형상 및 레노수와 관련되며 그림2에서 스트로할수가 일정한 레노수범위내에서 상수로 간주된다는것을 알수 있다.

이로부터 알수 있는바 스트라우할수를 상수로 볼 때 소용돌이발생체 영류면의 너비, 공예관경이 확정된후 주파수는 류속과만 관련된다.

터빈 유량계의 유량 방정식: 식중: qv는 부피 유량,m3/s；qm는 질량 유량,kg/s；f는 센서가 신호를 출력하는 주파수이고 Hz; K는 센서의 계수이다.ρ는 유체 밀도,kg/ m3。기체를 측정할 때 터빈 유량계의 유량 방정식은 식중: Pn, Tn은 각각 표준 상태에서의 압력과 온도이다.Z, Zn은 각각 작업상태와 표준상태에서의 기체압축계수이다.qvn은 표준 상태(20℃, 101.32kPa)에서 체적 유량,m3/s；P, T는 각각 작동 상태의 압력과 온도 센서의 계기 계수 k 값을 유량 표준 장치에서 검사할 수 있으며, 검사 매체는 보통 물이나 공기이다.

이로부터 알수 있는바 일반적인 와류량계 주파수출력신호는 류체의 물성과 조분변화의 영향을 받지 않고 계기계수 K, 와류발생체의 형상과 크기, 레노수만과 관련되며 계기계수 K, 와류발생체의 형상과 크기가 제품이 출하되기전에 이미 확정되였고 레노수가 정밀도가 확보된 범위내에서 작업할 때 와류량계 주파수출력신호는 류속과만 관련된다.

그러나 우리가 필요로 하는 것이 질량 유량일 때, 우리는 체적 유량을 얻는 동시에 유체의 밀도를 얻어야 하는데, 이는 밀도에 영향을 미치는 매개변수를 측정해야 한다. 예를 들면 온도, 압력 등은 밀도를 수정해야 한다.

2. 분류 터빈 유량계는 여러 가지 분류가 있는데, 우리가 자주 사용하는 것은 센서 연결 방식에 따라 분류하고,

1) 플랜지 연결 유형으로 나뉩니다.2) 그립 유형 (그립 유형이라고도 함)센서와 변환기 구성에 따라 분류되며, 1) 일체형으로 나뉜다;2) 분리형,센서 구조 형식에 따라 분류하면 1) 만관식으로 나뉜다.2) 삽입식.

3. 구조 터빈 유량계는 일반적으로 네 부분으로 구성되며, 소용돌이 발생체, 소용돌이 검출기, 계기 표체 및 변환기.1. 소용돌이 발생체.소용돌이 발생체는 단소용돌이 발생체와 다소용돌이 발생체로 나뉜다.흔히 사용하는 것은 단소용돌이 발생체로, 그것의 기본 모양은 삼각형, 원형, 직사각형 등이 있으며, 단소용돌이 발생체를 다시 조합한다. 즉 다소용돌이 발생체이다. 다소용돌이 발생체는 소용돌이의 강도, 안정성 및 르노 수의 하한선을 낮추는 데 일정한 작용을 한다.

2. 소용돌이 검출기.소용돌이를 검사하는 데는 일반적으로 다섯 가지 방식이 있다: 1) 소용돌이 발생 체내에 검사 소자를 설치하여 발생체 양쪽의 차압을 직접 검사한다;2) 소용돌이 발생체에 도압구멍을 열고 도압구멍에 검측소자를 설치하여 발생체 량측의 차압을 검측한다.3) 소용돌이 발생체 주변의 교차 환류를 측정한다.4) 소용돌이 발생체 뒷면의 교차 환류를 측정한다;5) 미류에서 소용돌이 열을 감지합니다.이상의 다섯 가지 검측 방식을 통해 열 민감, 응력, 응변, 용량, 광전, 초음파 등 기술의 검측 소자, 즉 다품종 터빈 유량계 센서를 구성한다.

3. 변환기.센서에서 검출된 터빈 신호를 증폭, 필터, 성형 등으로 처리해 실제 필요에 따라 펄스 신호 또는 2선제 4∼20mA 전류 신호로 변환해 2차 계기나 제어 시스템에서 사용할 수 있도록 했다.

4. 계기 표체.계기표체의 구조와 재료는 측정된 매체의 온도, 압력 및 부식성 등 매개 변수에 근거하여 정해야 하며 이는 측정정확도에도 중요한 영향을 끼친다.

4. 터빈 유량계의 주요 특징 1) 구조가 간단하고 튼튼하며 가동부품이 없어 설치와 유지보수가 편리하다;2) 측정가능한 유체의 종류가 비교적 많고 액체, 기체, 증기 등은 일부 혼상류매체를 포함한다.3) 검측센서는 피측매체에 직접 접촉하지 않고 성능이 안정적이며 수명이 길다;4) 출력은 유량과 정비례하는 펄스 신호로 0점 표류가 없고 정밀도가 비교적 높다.5) 측정 범위가 넓고 거리비는 최대 10: 1, 특별히 필요한 것은 20: 1 이상입니다.6) 압력 손실이 적고 (공판 유량계에 비해) 운행 비용이 낮으며 에너지 절약의 의미를 가진다.

7) 일정한 레노수 범위 내에서 유체 물성 및 성분의 영향을 받지 않고 계기계수 및 소용돌이 발생체의 형상과 사이즈에만 관련되어 검측 소자에 대해 비교적 쉽게 표준화 설계를 할 수 있다;

8) 성가비가 높아 많은 류량계기가운데서 와스트리트류량계는 경제적이고 실용적인 일종에 속한다.

9) 안전성이 높아 검측 부품에 고장이 발생하면 파이프의 단류를 초래하지 않는다.

5. 주의사항 아무리 좋은 계기라도 만약 설계 선형과 설치가 정확하지 않으면 좋은 효과가 없을 것이다. 공사 설계 시 우리는 주의해야 한다: 1. 공정 매개 변수를 고려한다: 1) 소용돌이 발생체에 소용돌이를 발생시키려면 검측 소자가 정밀도를 보장하는 범위 내에서 작업해야 한다.저레노수 또는 고점도의 유체 매체 검사는 적합하지 않다. 저레노수 유체는 선형도가 낮기 때문에 고점도의 유체가 소용돌이를 형성하는 것은 적합하지 않다;2) 측정된 매체에 미세한 입자가 함유되어 있거나 기포 함량이 일정 비율보다 크면 계기 계수 이탈에 영향을 줄 수 있으므로 선택 시 신중하게 사용해야 한다;3) 펄스의 유체에 대하여 유체 펄스의 주파수를 소용돌이 발생체의 작업 펄스에 중첩하여 공진을 일으키기 쉬우므로 모델 선택 시 회피하여야 한다;4) 고체 미립자를 함유한 유체에 대한 소용돌이 발생체의 씻기는 소용돌이 발생체를 마모시킬 수 있으며, 함유된 섬유의 더러운 유체가 소용돌이 발생체에 감겨 있으면 사용 수명과 측정도에 영향을 줄 수 있다.5) 매체의 부식성을 고려한다.6) 대구경 파이프의 유량을 측정할 때 삽입식에 적합한 것.

2. 설치 환경: 1) 센서는 강한 기계 진동이 있는 파이프 (예: 펌프 출구) 에 설치하는 것을 피하고 불가피할 경우 방진 조치를 취해야 한다.2) 센서 (센서를 연결하는 차폐 케이블 부설 포함 시) 는 고온 열원, 복사원, 강한 전자장 간섭 및 강한 부식 환경에 설치하지 않아야 한다.3) 계기를 설치하여 수리하기 편리한 공간을 고려한다.4) 안전과 방호 등급을 고려한다.3. 설치 방식: 1) 유량계 전후의 직관 세그먼트를 보장한다 (계기 제품 설명서의 직관 세그먼트 요구를 보아야 한다. 요구를 만족시킬수록 측정도가 높다).2) 터빈 유량계의 수평 설치가 비교적 많기 때문에 액체 유량을 측정할 때 측정된 액체에 소량의 기체가 함유되어 있으면 센서는 파이프라인의 낮은 곳에 설치해야 하고, 기체 유량을 측정할 때 측정된 기체에 소량의 액체가 함유되어 있으면 센서는 파이프라인의 높은 곳에 설치해야 한다.수직으로 설치할 때, 액체의 흐름은 아래에서 위로 향하고, 기체의 흐름은 제한이 없지만, 기체에 소량의 액체가 함유되어 있을 때, 기체의 흐름은 반드시 아래에서 위로 향해야 한다.3) 수평 파이프에서 과열 증기, 포화 증기 및 저온 액체를 측정할 때 조건이 측면 장착을 허용하는 경우 유체의 온도가 증폭기에 미치는 영향은 적습니다 (수평 파이프에 설치된 모든 센서는 수평 파이프에 측면 장착 가능).