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渦輪流量計的基本概況及工作原理

點擊次數:  更新時間:2021-07-19  【打印此頁】  【關閉

關于渦輪流量計的基本概況及工作原理,下面給大家淺析一下,供大家參考,希望對大家的工作和學習有所幫助。

一、渦輪流量計基本概述
葉輪式流量計是一種速度式流量計,主要有渦輪流量計、分流轉子流量計、水表和葉輪風速計等。渦輪流量計是葉輪流量計的主要類型,在世界上已有近半個世紀的工業應用歷史,中國從1960年代中期開始生產,已形成全系列樂器。它利用葉輪在流體中的旋轉角速度與流體的流速成正比,通過測量葉輪的轉速來反映通過管道的體積流量。是目前流量計中比較成熟的高精度儀表。渦輪流量計由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表(流量積分器)組成,可實現瞬時流量和累積流量的測量。傳感器輸出的脈沖頻率信號與流量成正比,信號通過傳輸線遠距離傳輸到顯示儀表,便于累計和顯示。此外,傳感器輸出的脈沖頻率信號可與計算機獨立使用,計算機可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。本儀器適用于輕質成品油、石油化工產品等液體和空氣、天然氣等低粘度流體介質,通常用于總流體的測量。如今,渦輪流量計已廣泛應用于石油、化工、科研、國防和計量等部門。
2、渦輪流量計工作原理
渦輪流量傳感器的結構如圖6-1所示。

它主要由儀表外殼1、前后導向架組件2、4、葉輪組件3和信號檢測放大器6組成。 當被測流體通過渦輪流量傳感器時,流體通過流動撞擊渦輪葉片分流器。由于渦輪葉片與流體流動方向之間存在傾角θ,流體的沖擊力在渦輪上產生旋轉力矩,使渦輪旋轉以克服機械摩擦阻力距離和流動阻力力矩。實踐表明,在一定流量范圍內,對于一定粘度的流體介質,渦輪的旋轉角速度與通過渦輪的流量成正比。因此,可以通過測量渦輪的旋轉角速度來測量流量。
渦輪的旋轉角速度通常通過安裝在傳感器外殼外部的信號檢測放大器中的磁電感應來測量和轉換。當渦輪旋轉時,渦輪上的導磁不銹鋼螺旋葉片依次接近和離開管壁外的磁電感應線圈,周期性地改變感應線圈磁環的磁阻,使磁通量通過線圈周期性變化并產生與流速成正比的脈沖電信號。該脈沖信號經信號檢測放大器放大整形后送至顯示儀表(或計算機),顯示流體流量或總量。
在一定的流量范圍和一定的粘度范圍內,渦輪流量計輸出的信號脈沖頻率f與通過渦輪流量計的體積流量Qν成正比。即
F = Kq 參數
式中,K為渦輪流量計的儀表系數(1/L或1/m3)。在渦輪流量計的使用范圍內,儀表系數K應為常數,其值由實驗校準。實際流量校準測量的儀表系數K值在每個渦輪流量傳感器的校準證書上都有注明。
儀表系數K的含義是單位體積流量(或單位體積的流體體積)通過渦輪流量傳感器時傳感器輸出的信號脈沖頻率f(或信號脈沖總數N)。因此,當測得傳感器輸出的信號脈沖頻率或一定時間內的總脈沖數N,分別除以儀表系數K(1/L或1/m3)時,體積流量Q ν(L/s或 m3/s) 或流體總量 V(L 或 m3)。即

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