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渦輪流量計的基本概述及工作原理

點選次數╃▩◕:1366 釋出時間╃▩◕:2021-03-19 07:45:54

1╃╃·、渦輪流量計基本概述

葉輪式流量計是一種速度式流量儀表◕•│✘◕,主要有渦輪流量計╃╃·、分流旋翼流量計╃╃·、水錶和葉輪風速計等₪·₪。渦輪流量計是葉輪式流量計的主要品種◕•│✘◕,在國際上已有近半個世紀的工業應用歷史◕•│✘◕,我國從60年代中期開始生產◕•│✘◕,已形成全系列化儀表₪·₪。它利用置於流體中的葉輪的旋轉角速度與流體流速成比例的關係◕•│✘◕,透過測量葉輪的轉速來反映透過管道的體積流量大小◕•│✘◕,是目前流量儀表中比較成熟的高精度儀表₪·₪。渦輪流量計由渦輪流量感測器和流量顯示儀表(流量積算儀)組成◕•│✘◕,可實現瞬時流量和累積流量的計量₪·₪。感測器輸出與流量成正比的脈衝頻率訊號◕•│✘◕,該訊號透過傳輸線路遠距離傳送給顯示儀表◕•│✘◕,便於進行累積和顯示₪·₪。此外◕•│✘◕,感測器輸出的脈衝頻率訊號可以單獨與計算機配套使用◕•│✘◕,由計算機代替流量顯示儀表實現密度或溫度╃╃·、壓力補償◕•│✘◕,顯示質量流量或氣體體積流量₪·₪。本儀表適用於輕質成品油╃╃·、石化產品等液體和空氣╃╃·、天然氣等低粘度流體介質◕•│✘◕,通常用於流體總量的測量₪·₪。如今◕•│✘◕,渦輪流量計已在石油╃╃·、化工╃╃·、科研╃╃·、國防和計量等各部門中獲得廣泛應用₪·₪。

2╃╃·、渦輪流量計的工作原理

渦輪流量感測器的結構如圖6-1所示₪·₪。
渦輪流量感測器結構原理圖
它主要由儀表殼體1╃╃·、前後導向架元件2和4╃╃·、葉輪元件3和訊號檢測放大器6組成₪·₪。當被測流體透過渦輪流量感測器時◕•│✘◕,流體透過導流器衝擊渦輪葉片◕•│✘◕,由於渦輪的葉片與流體流向間有一傾角θ◕•│✘◕,流體的衝擊力對渦輪產生轉動力矩◕•│✘◕,使渦輪克服機械摩擦阻力距和流動阻力矩而轉動₪·₪。實踐表明◕•│✘◕,在一定的流量範圍內◕•│✘◕,對於一定的流體介質粘度◕•│✘◕,渦輪的旋轉角速度與透過渦輪的流量成正比₪·₪。所以◕•│✘◕,可以透過測量渦輪的旋轉角速度來測量流量₪·₪。
渦輪的旋轉角速度一般都是透過安裝在感測器殼體外面的訊號檢測放大器用磁電感應的原理來測量轉換的₪·₪。當渦輪轉動時◕•│✘◕,渦輪上由導磁不鏽鋼製成的螺旋形葉片依次接近和離開處於管壁外的磁電感應線圈◕•│✘◕,週期性地改變感應線圈磁迴路的磁阻◕•│✘◕,使透過線圈的磁通量發生週期性的變化而產生與流量成正比的脈衝電訊號₪·₪。此脈衝訊號經訊號檢測放大器放大整形後送至顯示儀表(或計算機)顯示流體流量或總量₪·₪。
在某一流量範圍和一定粘度範圍內◕•│✘◕,渦輪流量計輸出的訊號脈衝頻率f與透過渦輪流量計的體積流量qν成正比₪·₪。即
f=Kqν
式中◕•│✘◕,K是渦輪流量計的儀表係數(1/L或1/m3)◕•│✘◕,在渦輪流量計的使用範圍內◕•│✘◕,儀表係數K應為一常數◕•│✘◕,其數值由實驗標定得到₪·₪。每一臺渦輪流量感測器的校驗合格證上都標明經過實流校驗測得的儀表係數K值₪·₪。
儀表係數K的意義是單位體積流量(或單位體積的流體量)透過渦輪流量感測器時感測器輸出的訊號脈衝頻率f(或訊號脈衝總數N)₪·₪。所以◕•│✘◕,當測得感測器輸出的訊號脈衝頻率或某一時間內的脈衝總數N後◕•│✘◕,分別除以儀表係數K(1/L或1/m3)◕•│✘◕,就可得到體積流量qν(L/s或m3/s)或流體總量V(L或m3)₪·₪。即
渦輪流量計工作原理公式

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