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液體渦輪流量計(jì)工作原理

來源:江蘇三豐儀表科技有限公司   2021年04月16日 09:16  

液體渦輪流量計(jì)由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表(體積修正儀或流量積算儀)組成,如圖1-1.可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)流量和累積總量的計(jì)量,加濕度和壓力補(bǔ)償時(shí)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的瞬時(shí)荒量和累積總量的計(jì)量。通常,將渦輪流量計(jì)感知流體流速的渦輪組件(包括前后導(dǎo)流體、葉輪、軸承、殼體、售號檢測組件)統(tǒng)稱為渦輪流量傳感器,而將渦輪轉(zhuǎn)速檢出后的信號處理、轉(zhuǎn)換部分稱為二次儀表或顯示儀表。

渦輪流量計(jì)按葉輪相對于流向的安裝方向,分為切向式和軸流式兩種。切向式的構(gòu)造是:由介質(zhì)切向流動(dòng),使計(jì)量室內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),它可以形象地描述成“水車”;與此相反,軸流式把葉輪設(shè)置成保持軸與管中流向平行,葉輪在軸向介質(zhì)作用下而使其轉(zhuǎn)動(dòng),可以形象地描述成“風(fēng)車”。

不同廠家、不同應(yīng)用場合,渦輪流量傳感器輸出方式不同:有些渦輪流器輸出與流量成正比關(guān)系的脈沖頻率,輸入到流量顯示儀表或計(jì)算機(jī)=有些渦輪流量傳感器在每單位體積時(shí)輸出n個(gè)脈沖,輸出脈沖當(dāng)量為0.01 (10.111110) /mj等,通常分析軸向渦輪工作原理時(shí)根據(jù)兩種理論作為基礎(chǔ):其一是根據(jù)動(dòng)量守恒的原理通過渦輪受力過程進(jìn)行分析;另一種是根據(jù)飛行動(dòng)力學(xué)推力的副翼理論進(jìn)行分折的,*種理論的優(yōu)點(diǎn)是它較直觀描述基本工作過程,常用于對影響因素的定量分析,需要配合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得他們之間的關(guān)系;第二種方法的優(yōu)點(diǎn)是通過副翼理論分析,使得其分析更充分和全面,但計(jì)算過程較復(fù)雜,需要處理大量的數(shù)據(jù)。下面討論使用動(dòng)量守恒動(dòng)量交換方法作為軸向渦輪流量計(jì)分析的一些概念。

渦輪流量計(jì)的原理示意圖如圖1 -2(a)所示。在管道中心安放一個(gè)渦輪,兩端由軸承支撐。當(dāng)流體通過管道時(shí),沖擊渦輪葉片,對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi),對一定的流體介質(zhì)黏度,渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到,從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)*磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí),就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變化.傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器,對信號進(jìn)行放大、整形,產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號,送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時(shí)亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路,將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。

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