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涡轮流量计的工作原理是什么

时间:2021-08-04

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器和显示仪表组成。
 
涡轮流量计的示意图如图3-1所示。一个涡轮机放在管道的中心,它的两端由轴承支撑。当流体通过管道时,冲击涡轮叶片并产生驱动扭矩,使涡轮克服摩擦扭矩和流体阻力扭矩而旋转。在一定的流量范围内,对于一定粘度的流体介质,涡轮的旋转角速度与流体速度成正比。因此,可以通过涡轮的旋转角速度获得流体速度,从而可以计算通过管道的流体流量。
 
涡轮机的速度由安装在外壳外部的传感器线圈检测。当涡轮叶片切割机壳内永磁钢产生的磁力线时,会引起传感器线圈内的磁通量变化。传感器线圈将检测到的磁通量周期变化信号发送到前置放大器,对信号进行放大和整形,产生与流量成正比的脉冲信号,并将其发送到单元转换和流量积分电路,以获得和显示累积流量值。同时,脉冲信号被送到频率-电流转换电路,频率-电流转换电路将脉冲信号转换成模拟电流,然后指示瞬时流量值。
 
涡轮流量计的总体原理框图如图3-2所示。
 
测量的流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转。涡轮的速度随着流量的变化而变化,即当流量大时,涡轮的速度也高。然后通过磁电转换装置将涡轮的转速转换成相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后送入显示仪进行计数显示。根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数,可以得到瞬时流量和累计流量。
 
涡轮变送器的工作原理是,当流体沿管道轴向流动并冲击涡轮叶片时,一个与流量qv、流量v和流体密度ρ的乘积成正比的力作用在叶片上,驱动涡轮旋转。当涡轮机旋转时,叶片周期性地切断电磁体产生的磁力线,并改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理,线圈中会感应出脉动电位信号,脉动信号的频率与被测流体的流量成正比,即qv为流体的总体积,n为变送器产生的总脉动;ξ是流量系数。
 
ξ是涡轮变送器的重要特征参数,不同的仪表具有不同的ξ,在长期使用中随着仪表的磨损而变化;它是指当单位体积流量通过变送器时,变送器输出的脉冲数。
 
涡轮变送器输出的脉冲信号经前置放大器放大后送至显示仪,即可实现流量测量。
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