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。

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。

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。

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。

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。