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簡述渦輪流量計工作原理
關(guān)鍵字:渦輪流量計的工作原理 日期:2012-12-5 19:58:22
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渦輪流量計可以分為液體渦輪流量計和氣體渦輪流量計,那么它是怎么構(gòu)成的呢?
渦輪流量計由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表(體積修正儀或流量積算儀)組成,如圖1-1.可實現(xiàn)瞬時流量和累積總量的計量,加濕度和壓力補償時可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的瞬時
流量和累積總量的計量。通常,將渦輪流量計感知流體流速的渦輪組件(包括前后導(dǎo)流體、葉輪、軸承、殼體、信號檢測組件)統(tǒng)稱為渦輪流量傳感器,而將渦輪轉(zhuǎn)速檢出后的
信號處理、轉(zhuǎn)換部分稱為二次儀表或顯示儀表。
渦輪流量計按葉輪相對于流向的安裝方向,分為切向式和軸流式兩種。切向式的構(gòu)造是:由介質(zhì)切向流動,使計量室內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)動,它可以形象地描述成“水車”;與此相反,軸
流式把葉輪設(shè)置成保持軸與管中流向平行,葉輪在軸向介質(zhì)作用下而使其轉(zhuǎn)動,可以形象地描述成“風(fēng)車”。
不同廠家、不同應(yīng)用場合,渦輪流量傳感器輸出方式不同:有些渦輪流器輸出與流量成正比關(guān)系的脈沖頻率,輸入到流量顯示儀表或計算機=有些渦輪流量傳感器在每單位
體積時輸出n個脈沖,輸出脈沖當(dāng)量為0.01 (10.111110) /mj等,通常分析軸向渦輪工作原理時根據(jù)兩種理論作為基礎(chǔ):其一是根據(jù)動量守恒的原理通過渦輪受力過程進(jìn)行分析;
另一種是根據(jù)飛行動力學(xué)推力的副翼理論進(jìn)行分折的,第一種理論的優(yōu)點是它較直觀描述基本工作過程,常用于對影響因素的定量分析,需要配合實驗數(shù)據(jù)求得他們之間的關(guān)系;
第二種方法的優(yōu)點是通過副翼理論分析,使得其分析更充分和全面,但計算過程較復(fù)雜,需要處理大量的數(shù)據(jù)。下面討論使用動量守恒動量交換方法作為軸向渦輪流量計分析的
一些概念。
渦輪流量計的原理示意圖如圖1 -2(a)所示。在管道中心安放一個渦輪,兩端由軸承支撐。當(dāng)流體通過管道時,沖擊渦輪葉片,對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流
體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi),對一定的流體介質(zhì)黏度,渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線時,就會引起傳感線圈中的磁通變化.傳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(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號,送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值;同時亦將脈沖信號送入頻 率電流轉(zhuǎn)換電路,將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時流量值。
渦輪流量計的瞬時和累積流量可以直接通過面板顯示或者通過4-20mA和RS485通訊輸出。
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