1 前言
随着我国天然气工业的快速发展，天然气贸易计量的准确可靠性愈来愈受到社会各界的高度关注。随着中国与国际市场接轨的步伐加快，低精度流量计的使用将受到越来越大的限制，而高精度流量计将会需求旺盛。上海飞奥燃气设备有限公司（简称上海飞奥）的涡轮流量计正是基于这样的市场环境下投入开发的。
2 TGM系列涡轮流量计工作原理及结构特点
当被测气体流入流量计时，首先在整流器作用下气体得到整流并加速。由于涡轮叶片与气体流向成一定角度，流体产生的作用力驱动流量计涡轮旋转，涡轮的理论旋转速度与流量成正比。通过涡轮、机芯、磁力耦合器（磁性联轴器）、传动机构并通过机械计数器读取工况流量。
TGM 系列气体涡轮流量计（TGM-G400/100-16）的主要结构组件如图1所示。
TGM 系列涡轮流量计采用轴流式结构以适应大量程比大适压范围及低压损要求。机芯传动采用封闭双凸缘轴承支承蜗轮蜗杆传动结构以降低传动损耗并减小体积提高结构强度；以及径向磁力耦合方式的磁力耦合器（磁性连轴器），具有径向直径小、结构紧凑的特点；传动机构分独立变速器和独立计数器两块以方便进行调整流量系数；外观采用了下壳体作为支承主体支承独立变速器和独立计数器及计数器面板；上壳体内园透明外十二棱与斜面相交便于从外部观测具有独特外形；整流器采用了具有国内专利专利号：（02280277.0）的蜂窝状结构，绕开了国外的专利壁垒。性能方面主要依据IS09951（GB/T18940-2003）进行考核；某些参数（耐久性、电器连接、计数器）参照了prEN12261的标准。目前该系列产品已经获得了国家计量产品型式认可证书和计量产品生产许可证。
3 国内外涡轮流量计设计标准及性能能及质量控制比较
3.1 国内外涡轮流量计标准
气体涡轮流量计国际品牌荷兰instromet和德国elster都是涡轮流量计行业具有影响力的品牌。另外还有如DaNIel、RMG等一些国际知名品牌，主要采用的设计标准为欧洲（prEN12261）气体涡轮流量计设计标准。由于欧洲标准在方便用户、环保等方面作出了更为详细的规定。因此也是目前国际上应用最广泛的标准之一。其他气体涡轮流量计标准还有美国AGA No7，ANSI/ASME MFC-4M以及气体涡轮流量计国际标准ISO9951 （中华人民共和国国家标准GB/T18940等同于国际标准IS09951）等等。这些标准在主要技术指标如：准确度，稳定性，量程比等项目上检测条件与技术指标都非常相近，在其他指标上（prEN12261》的规定则更为详细；如：耐久性要求，机械计数器要求等。表1是欧美标准及国家标准（国际标准）的几个主要参数的比较。
3.2 国内外知名品牌流量计主要性能参数
TGM 系列流量计与国外涡轮流量计著名品牌Instromet、Elster、Equimeter、Daniel、Actoris、RMG等主要性能口参数进行比较，图1、图2、图3、图4是与Instromet、Elster同规格性能曲线图比较。
从图2、图3、图4以及表2所显示的数据可以看出：在精度、线性度、量程比等主要参数上，同国外先进国家的同类产品如：荷兰的Instromet（图2）相比；上海飞奥TGM（图4）在精度、线性度上还是有一定的差距，但是已经和德国的Elster（图3）非常接近。从总体上看虽有一定的差距但都已经处于国内领先水平。国内的产品除了精度、量程比等方面与国外产品有较大的差距外，大多没有配备机械式计数器，读数显示是通过安装在表体上的流量显示表直接显示出来，用户无法通过涡轮流量计机械传动系统的运行情况来判断管路中气体流动状况，限制了用户对仪表的选择范围，而TGM系列涡轮流量计则充分考虑了用户的这种需求，在设计时对机械传动的类型，显示的结构，外形都作了深入的调研，使TGM系列产品具有区别于其他产品的独有特征。
4 TGM系列涡轮流量计主要技术性
4.1 机芯性能的质量控制
零部件的装配质量控制是流量计性能的重要保证。涡轮流量计的主要零部件-机芯是关键部件之一，机芯是蜗杆传动部件的主要支承体：机芯的加工精度对整机性能有很大影响，特别是轴承安装孔的同轴度要求，这是机芯质量控制的关键点之一。其次是主轴轴承，主轴轴承对于流量计的性能影响一是精度，二是线性度，三是使用寿命。由于国内轴承制造水平难以制造出P4级精度（欧美标准ABEC7P），因此，选择合适的供应商以确保产品质量是必须考虑的重要问题。三是涡轮的质量控制，涡轮是感应气流的主要部件，其加工质量对整机的影响是最直接的，涡轮质量控制的关键是加工尺寸和动平衡性能，材质也是重要因素（材质要求强度高，重量轻，耐腐蚀性好）。再就是蜗轮蜗杆传动、装配间隙控制等，这些相对比较易于控制。
4.2 磁力耦合器性能的质量控制
磁力耦合器（磁性连轴器）是涡轮流量计运动传递的重要部件。其传动要求是传动损耗小（磁场同步）且不能有失步现象（传动损失），这就要求磁耦合器件的磁场力既不能过大（对周围磁场影响大），又不能过小（过小就会有失步现象），这也是控制的难点之一。另外还有气密磁隔离器件、这些器件与磁力耦合器相距较近，普通奥氏体不锈钢不能满足性能要求，钛合金性能可以但成本过高，故这也是一个控制难点之一。
4.3 传动控制系统性能的质量控制
机械计数器是TGM系列涡轮流量计的重要特色之一，TGM涡轮流量计的机械计数器传动分为两部分。一部分是变速器（用以调整流量系数的变化），另一部分则是与标准计数显示器结构十分相近的计数器，可与8位通用计数器零件互换。变速器采用了钟表式传动，首先在降低传动损耗方面：在满足强度要求条件下，尽可能的减小支承面积，使零部件孔与轴的表面质量尽可能高。
总之，在有效控制了这些项目后，涡轮流量计的性能达到设计要求也就是水到渠成了。
参考书目
[1] 蔡武昌，孙淮清等．流量测量方法和仪表选用指南
[2] 孙淮清．涡轮流量计
[3] GB/T1890-2003/ISO995l:1993 封闭管道中气体流量的测量涡轮流量计
[4] JB/T9246-1999 涡轮流量传感器
[5] ISO9951 封闭管道内气体流量的测量 涡轮流量计
[6] PrEN1226 1欧洲标准气体涡轮流量计
[7] ANSI/ASME MFC-4M-1986 美国国家标准用涡轮表进行气体流量测量
