渦輪流量計(jì)的工作原(yuán)理是在管道中心安放一個渦輪,兩端由軸承支撐,當流體通過管道(dào)時,衝擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉。在一定(dìng)的流量範圍內(nèi),對(duì)一(yī)定的流體介(jiè)質粘度(dù),渦輪的旋轉(zhuǎn)角(jiǎo)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(dào),從而可以計算得到通過管道的流體流量。
渦輪的轉速通過裝在(zài)機殼外的傳感線圈來檢(jiǎn)測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內長久磁鋼產生的磁(cí)力線時,就會(huì)引起傳感線圈中的(de)磁通變化。傳(chuán)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,產生與流速成正比的脈衝信號,送入單(dān)位換算與流量積算電(diàn)路得到並顯示累積流量值;同時亦將脈衝信號送入頻率電流轉換(huàn)電路(lù),將脈衝信號轉(zhuǎn)換成模擬電流(liú)量,進而指示瞬時流量值。
渦輪流量(liàng)計的結構
流體從機殼(ké)的進口流入(rù)。通過支(zhī)架將一對袖承固定在管中心(xīn)軸線上,渦輪安裝在軸承上。在(zài)渦輪上下遊的支架上裝有呈輻射形的整流板,以(yǐ)對流體起導向作用(yòng),以避免流(liú)體自旋而改變(biàn)對渦(wō)輪葉片的作用角度。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈,接收磁通變化信號。
主要部件如下:
(1)渦輪
渦輪由導磁不鏽(xiù)鋼材料製成,裝有螺旋狀(zhuàng)葉片。葉片數量根據直徑變化而不同,2-24片不等。為了使渦輪對(duì)流速有(yǒu)很好的響應,要求質量盡可(kě)能小。對渦輪葉片結構參數的(de)一般(bān)要求為:葉片傾角10°-15°(氣體),30°-45°(液體);葉片重疊度P為1-1.2;葉片與內殼(ké)間的間隙為0.5-1mm。
(2)軸承
渦輪的軸承一般采用滑動配合的(de)硬質合金軸承,要求耐磨性能好。由於流體通過渦輪時會對渦輪產生一(yī)個軸向推力,使鈾(yóu)承的摩擦轉矩增大,加速鈾承(chéng)磨損,為了消除軸(zhóu)向(xiàng)力,需在結構上采取水力平衡措施,這方法的原理見圖(tú)3-3所示(shì)。由於渦輪處(chù)直徑(jìng)DH略(luè)小於前後支架處直徑Ds,所以,在渦輪段流通(tōng)截而擴大(dà),流速降低,使(shǐ)流體靜壓(yā)上升 P,這個 P的靜壓(yā)將起到抵消部分軸向推力的作用。
(3)前置放大器
前置放大器由磁電感應轉換(huàn)器與放大整形電路兩部分組成。磁電轉換器國內(nèi)一般采用磁(cí)阻(zǔ)式(shì),它(tā)由長久磁鋼(gāng)及外部纏繞的感應(yīng)線圈組成。當流體(tǐ)通(tōng)過(guò)使諷輪旋轉的,葉片在長久磁鋼正下方時磁阻,兩葉(yè)片空隙在磁鋼下方時磁阻大,渦(wō)輪旅轉,不斷地(dì)改(gǎi)變(biàn)磁路的磁(cí)通量,使線圈中產生(shēng)變化的感應(yīng)電勢,送入放大整形電路,變(biàn)成脈衝信號。輸出脈衝的頻率與通過流量計(jì)的流(liú)量成正比(bǐ),其比例係數K為
K=(3-1)
式(shì)中
f――渦輪(lún)流量計輸出脈衝頻率;
qv--通過流量計的流量.
該(gāi)比例係數亦稱(chēng)為渦輪流量計的(de)儀(yí)表係數(shù)。
(4)信號接收與顯(xiǎn)示
信號接(jiē)收與顯示器內係數校正(zhèng)器、加法器(qì)和頻電轉換器等組成,其作用是將從前(qián)置放大器送來的脈衝信號變換(huàn)成累積流量和瞬時流(liú)量並(bìng)顯示。
