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渦輪流量計的結構與測量原理

發布時間:2021-03-10 05:35:16??點擊次數:1607次
液體渦輪流量計部件組成 
通常渦輪流量計由整流器、儀表管段、傳感器和前置放大器構成。
整流器是為了消除或減少流動中的漩渦流、偏心流等各種非軸對稱流和脈動流而設置于流量計前端管道中的裝置。
儀表管段是指包括整流器、上下游直管段以及流量計在內的配管部分。
傳感器是把轉子的轉動轉換成電信號的裝置。通常把渦輪流量計中感知流體流速的渦輪及其組合(包括前后導流架、軸承、殼體及前置放大器)統稱為渦輪流量傳感器。
前置放大器是為了傳送傳感器的電信號而對其進行放大、整形,從而得到輸出信號的裝置。將輸出信號的信號處理、轉換部分稱為二次儀表或顯示儀表。


液體渦輪流量計工作原理 
流體通過傳感器殼體時,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉動力矩,克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉,在力矩平衡后轉速穩定,在一定的條件下,轉速與流速成正比,由于葉片有導磁性,它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場中,旋轉的葉片切割磁力線,周期性的改變著線圈的磁通量,從而使線圈兩端感應出電脈沖信號,此信號經過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波,可傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時流量或累積流量。
在一定的流量范圍內,脈沖頻率 f 與流經傳感器的流體的瞬時流量 Q 成正比,流量方程為: 
式中 qv —— 流體的瞬時流量(工作狀態下)m3/h ;
f —— 脈沖頻率,Hz; 
K —— 傳感器的儀表系數 m-3 ,由校驗單給出。 
每臺傳感器的儀表系數由我公司填寫在檢定**中,K 值設入配套的顯示儀表中,便可顯示出瞬時流量和累積總量。

氣體渦輪流量計結構與工作原理
2.1 流量計結構
氣體渦輪流量計結構緊湊,主要由殼體、葉輪、傳感器(溫度、壓力、流量)、整流器和積算儀構成。
1.殼體:本身帶有法蘭,并有一定形狀的流體通道,根據不同的工作壓力,殼體材料可采用鑄鋁合金、碳鋼或不銹鋼。
2.整流器:強迫流體加速,消除任何可能存在的氣流擾動,即使在非理想的安裝環境下,也能夠保證高精度。
3.葉輪:用鋁合金制成,具有一定角度的螺旋葉片,它固定在殼體中間部位,克服摩擦力矩和流體阻力矩旋轉。
4.智能流量積算儀:溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及微處理單元、液晶驅動電路和其它輔助電路組成,并配有外輸信號接口。
5.壓力傳感器:以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件,其橋臂電阻在外界壓力作用下會發生預期變化,因此在一定激勵電流作用下,其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。
6.流量傳感器:安裝在靠近葉輪后端,可檢測出從同軸轉動的信號輪上發出的頻率信號。
7.溫度傳感器:以Pt100/pt1000鉑電阻為溫度敏感元件,在一定溫度范圍內,其電阻值與溫度成對應關系。
 
2.2 工作原理
當流體流入流量計時,在進氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速,由于渦輪葉片與流體流向成一定角度,此時渦輪產生轉動力矩,在克服摩擦力矩和流體阻力矩后,渦輪開始旋轉。在一定的流量范圍內,渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據電磁感應原理,利用韋根傳感器從同軸轉動的信號輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號,該信號經放大、濾波、整形后與溫度、壓力傳感器信號一起進入智能流量積算儀的微處理單元進行運算處理,并把氣體的體積流量和總量直接顯示于 LCD屏上。