常州鑫旺儀表有限公司液體渦輪流量計(jì)工作原理
作者:常州鑫旺儀表有限公司
2021-06-25
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(hào)檢測(cè)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(hào)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)。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(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào)，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(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。
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