涡轮流量计
涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,也叫叶轮式流量计。当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
涡轮流量计的工作原理
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内,脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比,流量方程为:Q=3600×f/k。
涡轮流量计
f——脉冲频率[Hz];
k——传感器的仪表系数[1/m],由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k
Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[m3/h];
3600——换算系数。
每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中,k值设入配套的显示仪表中,便可显示出瞬时流量和累积总量。
涡轮流量计的组成部件
涡轮流量计的部件组成有:轴承、涡轮、前置放大器、信号接收与显示等。
轴承:涡轮的轴承一般采用滑动配合的硬质合金轴承,要求耐磨性能好。由于流体通过涡轮时会对涡轮产生一个轴向推力,使轴承的摩擦转矩增大,加速轴承磨损,为了消除轴向力,需在结构上采取水力平衡措施。
涡轮:涡轮流量计由导磁不锈钢材料制成,装有螺旋状叶片,叶片数量根据直径蛮化而不同,2~24片不等,为了使涡轮对流速有很好的响应,要求质量尽可能小,对涡轮流量计涡轮叶片结构参数的一般要求为:叶片倾角10º~15º(气体),30º~45º(液体),叶片重叠度P为1~1.2;叶片与内壳间的间隙为0.5~1mm。
前置放大器:前置放大器由磁电感应转换器与放大整形电路两部分组成。磁电转换器国内一般采用磁阻式,它由永久永磁钢及外部缠绕的感应线圈组成,当流体通过使涡轮旋转时,叶片在永久磁钢正下方时磁阻最小,两叶片空隙在磁钢下方时磁阻最大,涡轮旋转,不断地改变磁路的磁通量,使线圈中产生变化的感应电势,进入放大整形电路,变成脉冲信号。
信号接收与显示:涡轮流量计的信号接收与显示器由系数校正器,加法器和频电转换器等组成,其作用是将从前置放大器送来的脉冲信号变换成累积流量和瞬时流量并显示。
涡轮流量计的优缺点
优点:
(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
(2)重复性好、结构紧凑、范围度宽;
(3)元零点漂移,抗干扰能力好;
缺点:
(1)不能长期保持校准特性;
(2)流体物性对流量特性有较大影响。
涡轮流量计的应用概况
涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。
总之,速度式流量计的主要种类是涡轮流量计,并且涡轮流量计的应用是很广泛的,因为涡轮流量计是流量计中精度较成熟的流量计。希望大家能通过今天的学习学到涡轮流量计的重点知识,能好的掌握各种流量计的知识,在应用的时候才能更好的选用它!
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