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技术文章  

涡轮流量计的结构和工作原理


发布日期:2020-12-04 点击:109次
  从20世纪60年代中期,涡轮流量计开始在我国应用,经过多年改进,已成为当前较为成熟的高精度仪表。它由传感器和流量积算仪组成,利用涡轮转速与流体流速的对应关系,通过测量转速来得到体积流量。图2.1为涡轮流量计的简要结构,它由1仪表壳体、2前导流器、3涡轮、4后导流器和5带有放大器的磁电感应转换器等组成。
  其中用作固定各内部部件和连接管道的仪表壳体与起导向整流并避免扰动和支承涡轮作用的前后导流器均由不导磁的不锈钢制成;用于将涡轮机械转动信号转换为脉冲频率输出信号的磁电感应转换器由永久磁钢、铁芯及线圈等组成;而作为传感器的重要检测部件涡轮则由高导磁性材料制成,它是在轴承的支承下与仪表壳体同轴,由口径的大小来确定其叶片数。
  在被测流体通过流量计时,经过导流器后,涡轮叶片受到冲击,由于叶片与流速间存一夹角,使得产生转动力矩,为克服相应力矩而涡轮转动。此时涡轮的旋转角速度与流过的流量成一定的比例关系,为测得流量即可通过测量涡轮的旋转角速度。图2.2为涡轮流量计的工作原理示意图。

  为测得ω将传感器的壳外安装上带有放大器的磁电感应转换器,当涡轮转动后,叶片不断地接近和离开感应线圈,这样周期性地改变使得线圈的磁通量发生周期性的变化,而产生与流量成正比的脉冲频率信号f。脉冲信号经由放大滤波整形后通过相关计算,最终得到体积流量qv。
  
式中:k—仪表系数,1/m3;
   qv—体积流量,m3/s;
  需说明的是在涡轮流量计的量程范围内,k值是不随流量的变化而变化,其为常数并由实际标定得到。
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