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涡轮流量计的工作原理
涡轮流量计由涡轮流量传感器和流量显示仪表(体积修正仪或流量积算仪)组成,如图1-1.可实现瞬时流量和累积总量的计量,加湿度和压力补偿时可实现标准状态的瞬时
荒量和累积总量的计量。通常,将涡轮流量计感知流体流速的涡轮组件(包括前后导流体、叶轮、轴承、壳体、售号检测组件)统称为涡轮流量传感器,而将涡轮转速检出后的
信号处理、转换部分称为二次仪表或显示仪表。
涡轮流量计按叶轮相对于流向的安装方向,分为切向式和轴流式两种。切向式的构造是:由介质切向流动,使计量室内叶轮转动,它可以形象地描述成“水车”;与此相反,轴
流式把叶轮设置成保持轴与管中流向平行,叶轮在轴向介质作用下而使其转动,可以形象地描述成“风车”。
不同厂家、不同应用场合,涡轮流量传感器输出方式不同:有些涡轮流器输出与流量成正比关系的脉冲频率,输入到流量显示仪表或计算机=有些涡轮流量传感器在每单位
体积时输出n个脉冲,输出脉冲当量为0.01 (10.111110) /mj等,通常分析轴向涡轮工作原理时根据两种理论作为基础:其一是根据动量守恒的原理通过涡轮受力过程进行分析;
另一种是根据飞行动力学推力的副翼理论进行分折的,种理论的优点是它较直观描述基本工作过程,常用于对影响因素的定量分析,需要配合实验数据求得他们之间的关系;
第二种方法的优点是通过副翼理论分析,使得其分析更充分和全面,但计算过程较复杂,需要处理大量的数据。下面讨论使用动量守恒动量交换方法作为轴向涡轮流量计分析的
一些概念。
涡轮流量计的原理示意图如图1 -2(a)所示。在管道中心安放一个涡轮,两端由轴承支撑。当流体通过管道时,冲击涡轮叶片,对涡轮产生驱动力矩,使涡轮克服摩擦力矩和流
体阻力矩而产生旋转。在一定的流量范围内,对一定的流体介质黏度,涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。由此,流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到,从而可以计算得到通
过管道的流体流量。
涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时,就会引起传感线圈中的磁通变化.传感线圈将检测到的磁通周期 变化信号送入前置放大器,对信号进行放大、整形,产生与流速成正比的脉冲信号,送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值;同时亦将脉冲信号送入频 率电流转换电路,将脉冲信号转换成模拟电流量,进而指示瞬时流量值。
原创作者:淮安华立仪表有限公司