1．渦輪流量計(jì)的工作原理
渦輪流量計(jì)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(dāng)流體通過管道時(shí),沖擊渦輪葉片,對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)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(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi),對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度,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(jì)算得到通過管道的流體流量。
渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測(cè)。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)*磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí),就會(huì)引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測(cè)到的磁通周期變化信號(hào)送入前置放大器,對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、整形,產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號(hào),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(hào)送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路,將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流量,進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。
渦輪流量計(jì)總體原理框用見圖3-2所示。
2．渦輪流量計(jì)的構(gòu)造
流體從機(jī)殼的進(jìn)口流入。通過支架將一對(duì)袖承固定在管中心軸線上,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(duì)流體起導(dǎo)向作用,以避免流體自旋而改變對(duì)渦輪葉片的作用角度。在渦輪上方機(jī)殼外部裝有傳感線圈,接收磁通變化信號(hào)。
下面介紹主要部件。
（1）渦輪
渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成,裝有螺旋狀葉片。葉片數(shù)量根據(jù)直徑變化而不同,2-24片不等。為了使渦輪對(duì)流速有很好的響應(yīng),要求質(zhì)量盡可能小。
對(duì)渦輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)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(nèi)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。
由于流體通過渦輪時(shí)會(huì)對(duì)渦輪產(chǎn)生一個(gè)軸向推力,使鈾承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大,加速鈾承磨損,為了消除軸向力,需在結(jié)構(gòu)上采取水力平衡措施,這方法的原理見圖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(kuò)大,流速降低,使流體靜壓上升ΔP,這個(gè)ΔP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(yīng)轉(zhuǎn)換器與放大整形電路兩部分組成,示意圖見圖3-4所示。
磁電轉(zhuǎn)換器國(guó)內(nèi)一般采用磁阻式,它由*磁鋼及外部纏繞的感應(yīng)線圈組成。當(dāng)流體通過使諷輪旋轉(zhuǎn)的,葉片在*磁鋼正下方時(shí)磁阻zui小,兩葉片空隙在磁鋼下方時(shí)磁阻zui大,渦輪旅轉(zhuǎn),不斷地改變磁路的磁通量,使線圈中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電勢(shì),送入放大整形電路,變成脈沖信號(hào)。
輸出脈沖的頻率與通過流量計(jì)的流量成正比,其比例系數(shù)K為
K＝f/qv
式中 f--渦輪流量計(jì)輸出脈沖頻率;
qv--通過流量計(jì)的流量。
該比例系數(shù)亦稱為渦輪流量計(jì)的儀表系數(shù)。
圖3-4 渦輪流量計(jì)前置放大器原理圖
（4）信號(hào)接收與顯示
信號(hào)接收與顯示器內(nèi)系數(shù)校正器、加法器和頻電轉(zhuǎn)換器等組成,其作用是將從前置放大器送來的脈沖信號(hào)變換成累積流量和瞬時(shí)流量并顯示。本文來源：電磁流量計(jì)孔板流量計(jì)
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