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渦輪流量計的工作原理與結構圖

發(fā)布時(shí)間:2023-06-01 10:25:47??點(diǎn)擊次數:1203次

1.渦輪流量計的工作原理

渦輪流量計的原理示意圖如圖3—1所示。在管道中心安放一個(gè)渦輪,兩端由軸承支撐。當流體通過(guò)管道時(shí),沖擊渦輪葉片,對渦輪產(chǎn)生驅動(dòng)力矩,使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉。在一定的流量范圍內,對一定的流體介質(zhì)粘度,渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比。由此,流體流速可通過(guò)渦輪的旋轉角速度得到,從而可以計算得到通過(guò)管道的流體流量。

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渦輪的轉速通過(guò)裝在機殼外的傳感線(xiàn)圈來(lái)檢測。當渦輪葉片切割由殼體內永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線(xiàn)時(shí),就會(huì )引起傳感線(xiàn)圈中的磁通變化。傳感線(xiàn)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(shí)亦將脈沖信號送入頻率電流轉換電路,將脈沖信號轉換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。


渦輪流量計總體原理框用見(jiàn)圖3—2所示。

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2.渦輪流量計的構造

流體從機殼的進(jìn)口流入。通過(guò)支架將一對袖承固定在管中心軸線(xiàn)上,渦輪安裝在軸承上。在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板,以對流體起導向作用,以避免流體自旋而改變對渦輪葉片的作用角度。在渦輪上方機殼外部裝有傳感線(xiàn)圈,接收磁通變化信號。


下面介紹主要部件.

(1)渦輪

渦輪由導磁不銹鋼材料制成,裝有螺旋狀葉片。葉片數量根據直徑變化而不同,2-24片不等。為了使渦輪對流速有很好的響應,要求質(zhì)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;葉片與內殼間的間隙為0.5—1mm。

(2)軸承

渦輪的軸承一般采用滑動(dòng)配合的硬質(zhì)合金軸承,要求耐磨性能好。

由于流體通過(guò)渦輪時(shí)會(huì )對渦輪產(chǎn)生一個(gè)軸向推力,使鈾承的摩擦轉矩增大,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,這方法的原理見(jiàn)圖3—3所示。由于渦輪處直徑DH略小于前后支架處直徑Ds,所以,在渦輪段流通截而擴大,流速降低,使流體靜壓上升圖片P,這個(gè)圖片P的靜壓將起到抵消部分軸向推力的作用。

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圖3-3 水力平衡原理示意圖


(3)前置放大器

前置放大器由磁電感應轉換器與放大整形電路兩部分組成,示意圖見(jiàn)圖3—4所示。

磁電轉換器國內一般采用磁阻式,它由永久磁鋼及外部纏繞的感應線(xiàn)圈組成。當流體通過(guò)使諷輪旋轉的,葉片在永久磁鋼正下方時(shí)磁阻*小,兩葉片空隙在磁鋼下方時(shí)磁阻*大,渦輪旅轉,不斷地改變磁路的磁通量,使線(xiàn)圈中產(chǎn)生變化的感應電勢,送入放大整形電路,變成脈沖信號。

輸出脈沖的頻率與通過(guò)流量計的流量成正比,其比例系數K為

K=f/qv   (3-1)

式中

f――渦輪流量計輸出脈沖頻率;

qv——通過(guò)流量計的流量。

該比例系數亦稱(chēng)為渦輪流量計的儀表系數。

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圖3-4 渦輪流量計前置放大器原理圖


(4)信號接收與顯示

信號接收與顯示器內系數校正器、加法器和頻電轉換器等組成,其作用是將從前置放大器送來(lái)的脈沖信號變換成累積流量和瞬時(shí)流量并顯示。

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