TECHNOLOGY & APPLICATION
从测量原理到现场应用，了解液体涡轮流量计的技术特点与选型要点。
TECHNICAL GUIDE
（Liquid Turbine Flowmeter, LTF）是基于动量矩守恒原理的速度式流量仪表。当流体流经置于管道内的多叶片叶轮时，流体冲击叶片推动叶轮旋转，旋转速度 n 与流体平均流速 v成正比；通过磁电式或霍尔元件检测叶轮转速即可换算体积流量 Q = K·n。
因其精度高（±0.5%）、重复性好（±0.1%）、量程宽（10:1~30:1）、响应快（毫秒级），涡轮流量计在石油、化工、电力、冶金、航空、制药、食品、水务等领域被广泛用于贸易计量、过程控制与能源管理场合，是仅次于电磁流量计与质量流量计的高精度主流流量仪表之一。
MEASUREMENT PRINCIPLE
涡轮叶片在流体冲击下旋转，叶轮旋转一周排出的流体体积是一个固定的几何量。在理想情况下（忽
略摩擦和泄漏），单位时间内叶轮转数 n 与流量 Q 之间满足严格的线性关系：Q = K · n （K 为仪表系数，单位 脉冲/m³ 或 L/p）
v = q / A （流速 v = 瞬时流量 q / 流通截面积 A）
E = ∫ ·Q dt （累积流量 E = 瞬时流量对时间的积分）
/LiquidTurbineFlowmeter第3页技术总结技术文档·选型手册液体涡轮流量计/LiquidTurbineFlowmeter第4页技术总结技术文档·选型手册
| 序号 | 环节 | 关键处理 | |
|---|---|---|---|
| 1 | 流体进入流量计 | 经导流器整流，消除涡流与速度分布不均 | |
| 2 | 冲击叶轮叶片 | 流体动量传递给叶轮，推动叶轮旋转 | |
| 3 | 叶轮稳态旋转 | 转速 n 与流体平均流速 v 呈正比 | |
| 4 | 信号检出 | 磁阻/霍尔/光电/感应式检测叶轮转动 | |
| 5 | 信号整形 | 前置放大 → 整形为标准方波脉冲 | |
| 6 | CPU 处理 | 根据仪表系数 K 计算瞬时流量 + 累积 | |
| 7 | 输出转换 | D/A 转 4~20 mA；脉冲输出至 DCS / 流量积算仪 | |
| 8 | 通讯上传 | HART / RS485 / Modbus 上位机读取 | |
| 检测方式 | 原理 | 特点 | 典型应用 |
| 磁阻式 | 永磁铁+感应线圈，叶轮叶片切 割磁感线 | 结构简单、无需供电 | 传统水/油计量 |
| 检测方式 | 原理 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 霍尔元件 | 霍尔器件检测叶轮磁体旋转 | 频率高、信号强 | 现代主流方案 |
| 光电式 | 光电对射，叶轮叶片遮挡光路 | 精度高、无磁干扰 | 高粘度介质 |
| 射频/电容 | 电容变化检测叶片位置 | 适合非导磁环境 | 特种介质 |
| 感应式 | 叶轮内置线圈，无磁设计 | 无磁污染、抗干扰强 | LNG/低电导率 |
PRODUCT STRUCTURE
流向（箭头）→ [进口法兰] → [前导流器（多孔板）] → [叶轮腔（叶轮+轴+轴承）] → [后导流器] →[信号检出器（永磁铁+感应线圈）] → [出口法兰]液体涡轮流量计/LiquidTurbineFlowmeter第5页技术总结技术文档·选型手册
主要功能：承压、容纳叶轮与导流器，决定口径与压力等级 常用材质：316L / 碳钢 / 哈氏合金
主要功能：整流，消除涡流，使流速分布均匀 常用材质：316L / 哈氏合金 / PTFE
主要功能：流量测量核心件，多叶片式精密加工 常用材质：316L / 钛合金 / 哈氏合金
主要功能：支承叶轮；轴承需耐腐蚀、低摩擦、长寿命 常用材质：陶瓷 / 硬质合金 / 碳化钨
主要功能：磁阻/霍尔/光电等检测旋转信号 常用材质：永磁铁 + 感应线圈
主要功能：放大整形检出信号为标准脉冲 常用材质：电子元件
主要功能：防止介质外漏，承受压力 常用材质：O 型圈 FKM / EPDM / FFKM
主要功能：保护内部电路，IP67/IP68 常用材质：铝合金 / 不锈钢
主要功能：K 系数补偿、显示瞬时/累积流量 常用材质：LCD + MCU
主要功能：法兰 / 螺纹 / 卫生级卡盘 常用材质：GB / ANSI / DIN / Tri-clamp
组件名称：类型 主要功能：特点 常用材质：
组件名称：管道式（管段型） 主要功能：直接串接于工艺管道，最常用 常用材质：
组件名称：插入式 主要功能：通过球阀插入大管道，适合 DN200 以上 常用材质：
组件名称：普通型 PN16/PN25/PN40 主要功能：一般工业应用 常用材质：
组件名称：高压型 PN63~PN160 主要功能：油田高压注水、井口 常用材质：
组件名称：无放大型 主要功能：原始弱信号，需配外部积算仪 常用材质：
组件名称：带放大型 主要功能：输出 4~20 mA + 脉冲 + HART 常用材质：
组件名称：通用型 主要功能：水、轻质油、溶剂 常用材质：
组件名称：低温型 主要功能：LNG、液氮 (-196 ℃) 常用材质：
组件名称：高温型 主要功能：热油、蒸汽冷凝液 (+250 ℃) 常用材质：
TECHNICAL GUIDE
/LiquidTurbineFlowmeter第6页技术总结技术文档·选型手册
说明：精度可达 ±0.5%R，重复性 ±0.1%R，可作贸易结算
说明：典型量程比 10:1，高量程比可达 30:1
说明：毫秒级响应，适合脉动流、批量控制
说明：体积小、重量轻、安装方便
说明：最高可耐 40 MPa，油田高压注水常用
说明：特殊设计可耐 -196 ℃（LNG）
说明：脉冲 + 4~20 mA + HART / RS485
说明：无活动部件仅叶轮，可现场清洗、更换
说明：部分型号可测 +250 ℃ 热油
应对措施：前置过滤器（20 μm~80 μm）
应对措施：粘度 > 30 cSt 时需重新标定或选用其他仪表
应对措施：前 ≥ 10D、后 ≥ 5D 弯头或阀门
应对措施：选用硬质合金轴承，定期维护
应对措施：前加装缓冲罐或整流器
应对措施：带粘度补偿的智能变送器
应对措施：保证管道满管，单相流
应对措施：通过精度优势与贸易结算抵消
APPLICATIONS
/LiquidTurbineFlowmeter第7页技术总结技术文档·选型手册
典型应用：原油、成品油、液化气贸易计量 推荐型号 / 规格：DN50~DN300 高压型
典型应用：原料、溶剂、中间体输送 推荐型号 / 规格：DN25~DN200 通用型
典型应用：燃油、凝结水、给水流量 推荐型号 / 规格：DN50~DN150 高温型
典型应用：工艺物料、原料药液体 推荐型号 / 规格：DN10~DN100 卫生型
典型应用：冷却水、液压油循环 推荐型号 / 规格：DN80~DN300 大口径
典型应用：燃油、推进剂加注 推荐型号 / 规格：DN10~DN50 高精度
典型应用：液化天然气、液氮、液氧 推荐型号 / 规格：DN25~DN200 低温型
典型应用：糖浆、果汁、食用油灌装 推荐型号 / 规格：DN10~DN80 卫生级
典型应用：清水、纯净水分配计量 推荐型号 / 规格：DN50~DN300 经济型
典型应用：燃油、滑油、淡水系统 推荐型号 / 规格：DN25~DN200 船用型
TECHNICAL SPECIFICATIONS
/LiquidTurbineFlowmeter第8页技术总结技术文档·选型手册
| 参数类别 | 参数名称 | 典型规格 |
|---|---|---|
| 测量性能 | 口径范围 | DN10 ~ DN600（1/2″ ~ 24″） |
| 测量性能 | 精度等级 | ±0.5%R / ±1.0%R（贸易级 ±0.25%R） |
| 测量性能 | 重复性 | ±0.05% ~ ±0.1%R |
| 测量性能 | 量程比 | 10:1（标准）/ 20:1 / 30:1 |
| 测量性能 | 流速范围 | 0.3 ~ 10 m/s（标准）；0.1 ~ 5 m/s（低流速型） |
| 过程条件 | 介质温度 | 196 ~ +120 ℃（标准）；最高 +250 ℃（高温型） |
| 过程条件 | 过程压力 | PN16 / PN25 / PN40 / PN63 / PN100 / PN160 |
| 过程条件 | 介质粘度 | ≤ 30 cSt（标准）；≤ 200 cSt（高粘度型） |
| 过程条件 | 介质洁净度 | 需前置过滤器，过滤精度 20~80 μm |
| 电气规格 | 供电电压 | 12~36 V DC / 24 V DC ±10% |
| 电气规格 | 输出信号 | 脉冲（频率）+ 4~20 mA + HART / RS485 / Modbus |
| 电气规格 | 脉冲当量 | 1 L/p ~ 1000 L/p（可设置） |
| 电气规格 | 功耗 | ≤ 0.8 W |
| 结构 | 壳体材质 | 316L / 哈氏合金 C-276 / 钛 / PTFE 衬里 |
| 结构 | 叶轮材质 | 316L / 钛合金 / 哈氏合金 |
| 结构 | 轴承材质 | 陶瓷 / 碳化钨 / 硬质合金 |
| 结构 | 过程连接 | 法兰 GB/ANSI/JIS、螺纹、卫生卡盘 |
| 结构 | 外壳防护 | IP66 / IP67 / IP68 |
| 防爆 | 防爆等级 | Ex d IIC T6 Ga / Ex ia IIC T6 Ga |
| 防爆 | 防爆认证 | NEPSI / ATEX / IECEx / FM / CSA |
| 认证 | 贸易结算 | CPA 计量器具型式批准 + JJG 计量规程 |
| 环境 | 环境温度 | 40 ~ +70 ℃ |
| 环境 | 环境湿度 | 0~95% RH（无冷凝） |
SELECTION GUIDE
/LiquidTurbineFlowmeter第9页技术总结技术文档·选型手册液体涡轮流量计/LiquidTurbineFlowmeter第10页技术总结技术文档·选型手册
| 代码 | 口径 | 常用流量范围 (m³/h) | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| TF-15 | DN15 | 0.4 ~ 6 | 小流量、实验、灌装 |
| TF-25 | DN25 | 0.6 ~ 12 | 加注、灌装、过程控制 |
| TF-40 | DN40 | 1.5 ~ 30 | 中小流量原料输送 |
| TF-50 | DN50 | 2.5 ~ 60 | 常用工业管线 |
| TF-80 | DN80 | 6 ~ 150 | 主管线流量 |
| TF-100 | DN100 | 10 ~ 250 | 工业主管线 |
| TF-150 | DN150 | 20 ~ 500 | 大流量主管线 |
| TF-200 | DN200 | 40 ~ 1000 | 原油外输、循环水 |
| TF-300 | DN300 | 80 ~ 2000 | 供水、消防水 |
| TF-600 | DN600 | 300 ~ 8000 | 大口径贸易计量 |
| 代码 | 应用场景 | 精度要求 | 推荐规格 |
| SC-01 | 原油贸易计量 | ±0.25%R | DN100~DN300 高压型 + CPA |
| SC-02 | 成品油 / 轻质油 | ±0.5%R | DN50~DN200 通用型 |
| SC-03 | 液化气 / 液氨 | ±1.0%R | DN25~DN100 低温型 |
| SC-04 | LNG 加注 | ±0.5%R | DN15~DN50 -196℃ 低温型 |
| SC-05 | 自来水 / 清水 | ±1.0%R | DN50~DN300 经济型 |
| SC-06 | 热油 / 导热油 | ±0.5%R | DN50~DN150 高温 +250℃ |
| SC-07 | 化工溶剂 | ±0.5%R | DN25~DN100 PTFE 衬里 |
| SC-08 | 食品 / 制药 | ±0.5%R | DN10~DN80 卫生级 316L |
| SC-09 | 高压注水 (油田) | ±1.0%R | DN50~DN200 PN63~PN160 |
| SC-10 | 液压油循环 | ±0.5%R | DN25~DN100 高压型 |
| 粘度范围 | 推荐型号 | K 系数补偿 | |
| ≤ 1 cSt（清水、汽油） | 标准型 | 无需补偿 | |
| 1 ~ 5 cSt（轻质油、酒精） | 标准型 | 微弱影响 |
| 粘度范围 | 推荐型号 | K 系数补偿 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 5 ~ 30 cSt（柴油、原油） | 粘度补偿型 | 需带粘度补偿 | |||
| 30 ~ 100 cSt（液压油） | 高粘度型 | 需重新标定 | |||
| > 100 cSt（重油） | 不建议 | 考虑质量流量计或电磁流量计 | |||
| 口径 | PN16 | PN40 | PN63 | PN100 | PN160 |
| DN25 | |||||
| DN50 | |||||
| DN80 | |||||
| DN100 | — | ||||
| DN150 | — | — | |||
| DN200 | — | — | — | ||
| DN300 | — | — | — | ||
| DN600 | — | — | — | — |
SELECTION GUIDE
/LiquidTurbineFlowmeter第11页技术总结技术文档·选型手册液体涡轮流量计/LiquidTurbineFlowmeter第12页技术总结
| 步骤 | 内容 | 关键判断 |
|---|---|---|
| 1 | 明确介质与工况 | 液体类型、粘度、洁净度、温度、压力 |
| 2 | 确定流量范围 | 最小/最大流量 → 选口径（流速 0.3~10 m/s） |
| 3 | 确定精度要求 | 贸易级 ±0.25% / 工业级 ±0.5% / 经济级 ±1.0% |
| 4 | 确定压力等级 | PN16~PN160 按工况选 |
| 5 | 确定过程连接 | 法兰规格、螺纹、卡盘 |
| 6 | 确定信号检出 | 磁阻 / 霍尔 / 光电 / 感应 |
| 7 | 确定防爆要求 | Ex d / Ex ia、NEPSI / ATEX |
| 8 | 确定输出方式 | 脉冲 + 4~20 mA + HART / RS485 |
| 9 | 预留过滤器 + 直管段 | 前 ≥ 10D / 后 ≥ 5D |
| 序号 | 注意事项 | 原因 |
| 1 | 保证满管流动 | 防止气液混相导致误差 |
| 2 | 前 ≥ 10D / 后 ≥ 5D 直管段 | 保证流速分布稳定 |
| 3 | 前 ≥ 20D 加装整流器 | 消除上游涡流 |
| 4 | 前置过滤器（20~80 μm） | 防止叶轮磨损 |
| 5 | 远离振动源 | 防止轴承额外磨损 |
| 6 | 水平管道：流量计水平或轴向 | 防止沉积物堆积 |
| 7 | 流向箭头与工艺一致 | 保证正确测量 |
| 8 | 避免靠近泵出口 | 防止脉动流误差 |
| 9 | 严禁气液两相流 | K 系数完全失效 |
| 10 | 投运前必须实流标定 | 消除安装误差 |
| 故障现象 | 可能原因 | 处理措施 |
| 显示无流量 | 叶轮卡死 / 断线 / 过滤器堵塞 | 拆洗叶轮、更换过滤器、检查接线 |
| 流量偏大 | K 系数偏低 / 叶轮磨损 | 重新标定、检查叶轮 |
| 流量偏小 | K 系数偏高 / 轴承磨损 | 重新标定、更换轴承 |
| 故障现象 | 可能原因 | 处理措施 |
|---|---|---|
| 流量跳动 | 脉动流 / 气液两相 / 干扰 | 加缓冲罐、加整流器、排除气液两相 |
| 误差增大 | 粘度变化 / 结垢 / 腐蚀 | 清洗、重新标定 |
| 无输出信号 | 前置放大器损坏 / 接线错误 | 检查 24V 供电、更换放大器 |
| 累积偏差 | 脉冲丢失 / 系数漂移 | 检查屏蔽、检查系数 |
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