渦輪(lún)流量計的工作原理是在管道中心安(ān)放一個(gè)渦輪,兩(liǎng)端由軸承支撐,當流體通過管道時(shí),衝擊渦輪葉片,對(duì)渦輪產生驅動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體(tǐ)阻(zǔ)力矩而(ér)產生旋轉。在一(yī)定的流量範圍內,對一定的流體介(jiè)質粘(zhān)度,渦輪的旋轉角速度與流(liú)體(tǐ)流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到,從而可以計算得到通過管道的流體流量。
渦輪的轉速(sù)通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當渦輪葉片切割由殼體內長久磁鋼產生的磁力線時,就會引起傳(chuán)感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化(huà)信號(hào)送入前置放(fàng)大器(qì),對信號進行放大、整形,產生與流速成正比的脈(mò)衝信號,送入單位(wèi)換算與流量積(jī)算電路得(dé)到(dào)並顯示累積流量值;同時亦將脈衝信號送入頻率電流轉換電路,將脈衝信號轉換成模(mó)擬電(diàn)流量,進而指示瞬時流量值。
渦輪流量計的結構(gòu)
流體(tǐ)從機殼的進口流入。通過(guò)支架將一對袖承固定在管中心軸線上,渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下遊的支架上裝(zhuāng)有呈輻射形的整流板,以對流體起導向作用,以避免流體(tǐ)自旋而改變對渦輪葉片的作用角度。在(zài)渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈,接收磁通變化信號(hào)。
主要部件如下:
(1)渦輪
渦輪(lún)由導磁不鏽鋼材料製成,裝有螺旋狀葉片。葉片(piàn)數量根據直徑變化而不同,2-24片不等。為了(le)使渦輪對流速有很好的響應,要求質量盡可能小。對渦輪葉片結構參數的一般要求為:葉片傾角10°-15°(氣體),30°-45°(液體);葉片重疊度P為1-1.2;葉片(piàn)與內殼間的間(jiān)隙為0.5-1mm。
(2)軸承
渦輪的(de)軸承一般采用滑動配合的硬質合金軸承,要求耐磨性能好。由於流(liú)體通過渦輪時會對渦輪產生一個軸向推力,使鈾承的摩(mó)擦轉矩增大,加速鈾承磨損,為了消除軸向力,需在結構上采取水力平衡措施,這方法的(de)原理見圖3-3所示。由於(yú)渦輪處直徑DH略小於前後支架處直徑Ds,所以,在渦輪段(duàn)流通截而擴大,流速降低(dī),使流體靜壓上(shàng)升 P,這個(gè) P的靜壓將起到抵消部分軸向(xiàng)推力的作用。
(3)前置放大器
前置放大器由磁電(diàn)感應轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩部分組成。磁電(diàn)轉換器國內(nèi)一(yī)般采(cǎi)用(yòng)磁阻式,它由長久磁鋼及(jí)外部纏繞的感應線圈組成。當流體通過使諷(fěng)輪旋轉的,葉片在長久(jiǔ)磁鋼正下(xià)方時磁阻,兩葉片空隙在磁(cí)鋼下方時磁阻大,渦輪旅轉,不(bú)斷(duàn)地改變磁路的磁通量,使線圈中產生(shēng)變化的感應電勢,送(sòng)入放大整形電路,變成(chéng)脈衝信號。輸出脈衝的頻率與通過流量計的流量成正比,其(qí)比例係(xì)數K為
K=(3-1)
式中
f――渦輪(lún)流量計輸出脈衝頻(pín)率;
qv--通(tōng)過流量計的(de)流量.
該比例係數亦稱為渦輪流量計的(de)儀表係數。
(4)信號接收(shōu)與顯(xiǎn)示
信號接收與顯示器內係數校正器、加法器和頻電轉換器等組成,其(qí)作用是將(jiāng)從前置放大器(qì)送來的脈衝信號變換成累積流量和瞬時流量並顯示。
