渦輪流量計(jì)的作業(yè)原理

1．渦輪流量計(jì)的作業(yè)原理

渦輪流量計(jì)的原理示意圖如圖3—1所示．在管道中間安放一個(gè)渦輪，兩端由軸承支撐．當(dāng)流體經(jīng)過(guò)管道時(shí)，沖擊渦輪葉片，對(duì)渦輪發(fā)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪戰(zhàn)勝?zèng)_突力矩和流體阻力矩而發(fā)生旋轉(zhuǎn)．在必定的流量范圍內(nèi)，對(duì)必定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比．由此，流體流速可經(jīng)過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，然后可以計(jì)算得到經(jīng)過(guò)管道的流體流量．

渦輪的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)裝在機(jī)殼外的傳感線圈來(lái)檢測(cè)．當(dāng)渦輪葉片切開(kāi)由殼體內(nèi)持久磁鋼發(fā)生的磁力線時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致傳感線圈中的磁通改動(dòng)．傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期改動(dòng)信號(hào)送入前置擴(kuò)展器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展、整形，發(fā)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現(xiàn)累積流量值；同時(shí)亦將脈沖信號(hào)送入頻率電流變換電路，將脈沖信號(hào)變換成模仿電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值．

    渦輪流量計(jì)整體原理框用見(jiàn)圖3—2所示．

   2．渦輪流量計(jì)的構(gòu)造

    流體從機(jī)殼的進(jìn)口流入．經(jīng)過(guò)支架將一對(duì)袖承固定在管中間軸線上，渦輪安裝在軸承上．在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，以對(duì)流體起導(dǎo)向效果，以防止流體自旋而改動(dòng)對(duì)渦輪葉片的效果角度．在渦輪上方機(jī)殼外部裝有傳感線圈，接納磁通改動(dòng)信號(hào)．

   下面介紹首要部件．

    (1)渦輪

    渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成，裝有螺旋狀葉片．葉片數(shù)量依據(jù)直徑改動(dòng)而不一樣，2－24片不等．為了使渦輪對(duì)流速有*的呼應(yīng)，需求質(zhì)量盡可能小．

對(duì)渦輪葉片構(gòu)造參數(shù)的通常需求為：葉片傾角10°－15°(氣體)，30°－45°（液體）；葉片堆疊度P為1—1．2；葉片與內(nèi)殼間的空隙為0．5—1mm．

    (2)軸承

    渦輪的軸承通常選用滑動(dòng)合作的硬質(zhì)合金軸承，需求耐磨性能好．

因?yàn)榱黧w經(jīng)過(guò)渦輪時(shí)會(huì)對(duì)渦輪發(fā)生一個(gè)軸向推力，使鈾承的沖突轉(zhuǎn)矩增大，加快鈾承磨損，為了消除軸向力，需在構(gòu)造上采納水力平衡辦法，這方法的原理見(jiàn)圖3—3所示．因?yàn)闇u輪處直徑DH略小于前后支架處直徑Ds，所以，在渦輪段流通截而擴(kuò)展，流速降低，使流體靜壓上升  P，這個(gè)  P的靜壓將起到抵消有些軸向推力的效果．

圖3－3   水力平衡原理示意圖

(3)前置擴(kuò)展器

前置擴(kuò)展器由磁電感應(yīng)變換器與擴(kuò)展整形電路兩有些構(gòu)成，示意圖見(jiàn)圖3—4所示．

磁電變換器國(guó)內(nèi)通常選用磁阻式，它由持久磁鋼及外部纏繞的感應(yīng)線圈構(gòu)成．當(dāng)流體經(jīng)過(guò)使諷輪旋轉(zhuǎn)的，葉片在持久磁鋼正下方時(shí)磁阻zui小，兩葉片空隙在磁鋼下方時(shí)磁阻zui大，渦輪旅轉(zhuǎn)，不斷地改動(dòng)磁路的磁通量，使線圈中發(fā)生改動(dòng)的感應(yīng)電勢(shì)，送入擴(kuò)展整形電路，成為脈沖信號(hào)．

輸出脈沖的頻率與經(jīng)過(guò)流量計(jì)的流量成正比，其份額系數(shù)K為

                      K＝ ?                               （3－1）

式中  f――渦輪流量計(jì)輸出脈沖頻率；

      qv——經(jīng)過(guò)流量計(jì)的流量．

該份額系數(shù)亦稱(chēng)為渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)。

圖3－4  渦輪流量計(jì)前置擴(kuò)展器原理圖

(4)信號(hào)接納與顯現(xiàn)

    信號(hào)接納與顯現(xiàn)器內(nèi)系數(shù)校正器、加法器和頻電變換器等構(gòu)成，其效果是將從前置擴(kuò)展器送來(lái)的脈沖信號(hào)變換成累積流量和瞬時(shí)流量并顯現(xiàn)．?