一.構(gòu)造與原理
JY-LWGY 渦輪流量計(jì)是葉輪式流量(流速)計(jì)的主要品種,葉輪式流量計(jì)還有風(fēng)速計(jì)、水表等。
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大(同樣口徑可通過的流量大)和可適應(yīng)高參數(shù)(高溫、高壓和低溫)等。
構(gòu)造: 導(dǎo)流器、渦輪、殼體、轉(zhuǎn)速傳感器、二次儀表。
原理:
當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)渦輪并推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),高導(dǎo)磁性的渦輪葉片就周期性地掃過磁電轉(zhuǎn)換器的永久磁鐵,使磁路的磁阻產(chǎn)生相應(yīng)的變化,致使通過感應(yīng)線圈的磁通量也隨之發(fā)生周期性變化,從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即輸出交流電脈沖信號(hào)。
脈沖信號(hào)的變化頻率f就是渦輪轉(zhuǎn)過葉片的頻率,它與渦輪的轉(zhuǎn)速n成正比,即
f=zn
式中,f為磁電轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖頻率;z為渦輪的葉片數(shù)目;n為渦輪轉(zhuǎn)速。
根據(jù)渦輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程可以推出,渦輪的轉(zhuǎn)速n與被測(cè)流體的平均流速v成正比,亦即與被測(cè)流量的大小成正比。因此,轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖頻率與被測(cè)流量qv之間的關(guān)系可表達(dá)為
式中,K為流量計(jì)的儀表常數(shù),也稱流量系數(shù),它與渦輪流量變送器的結(jié)構(gòu)以及被測(cè)流體的性質(zhì)等因素有關(guān),一般通過試驗(yàn)標(biāo)定的方法確定。
二.渦輪流量計(jì)特性
1.線性特性
線性特性即是儀表常數(shù)K在流量測(cè)量范圍內(nèi)的變化特性。
K與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖所示?梢姡瑑x表常數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段的特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段,特性受軸承摩擦力,流體粘性阻力影響較大。
2.壓力損失特性
當(dāng)流體流經(jīng)渦輪流量計(jì)推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),需要克服各種阻力矩,因而產(chǎn)生壓力損失。流量增加,流體粘性增加,均導(dǎo)致壓力損失增加。此外,壓力損失還與流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝水平有關(guān)。
三.流體物性對(duì)流量計(jì)特性的影響
1.流體粘度的影響
K與流體粘度密切相關(guān)。粘度上升,流量計(jì)線性測(cè)量范圍下降。用于測(cè)量液體的渦輪流量計(jì),儀表制造廠所給定的儀表常數(shù)通常是用常溫的水標(biāo)定的。
2.流體密度的影響
密度上升,渦輪驅(qū)動(dòng)力矩上升,流量計(jì)指示值上升。當(dāng)被測(cè)流體的密度值受狀態(tài)參數(shù)(溫度、壓力)的影響而發(fā)生明顯變化時(shí),測(cè)量回路中需要安裝密度補(bǔ)償器,或溫度壓力補(bǔ)償器。
3.流體溫度和壓力的影響
當(dāng)T,p與標(biāo)定條件相差較大時(shí),流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸、內(nèi)部流體體積亦會(huì)改變。
4.流動(dòng)狀態(tài)的影響
渦輪流量計(jì)對(duì)進(jìn)口的流體流動(dòng)狀態(tài)非常敏感,為減小測(cè)量誤差,可以安裝導(dǎo)流器,或者保證流量計(jì)前后布置一定長(zhǎng)度的直管段。
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