一.構造與原理
JY-LWGY 渦輪流量計是葉輪式流量(流速)計的主要品種,葉輪式流量計還有風速計、水表等。
特點:結構簡單、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)和可適應高參數(高溫、高壓和低溫)等。
構造: 導流器、渦輪、殼體、轉速傳感器、二次儀表。
原理:
當被測流體流經渦輪并推動其轉動時,高導磁性的渦輪葉片就周期性地掃過磁電轉換器的永久磁鐵,使磁路的磁阻產生相應的變化,致使通過感應線圈的磁通量也隨之發生周期性變化,從而在線圈內產生交變的感應電動勢,即輸出交流電脈沖信號。
脈沖信號的變化頻率f就是渦輪轉過葉片的頻率,它與渦輪的轉速n成正比,即
f=zn
式中,f為磁電轉換器輸出的電脈沖頻率;z為渦輪的葉片數目;n為渦輪轉速。
根據渦輪的旋轉運動方程可以推出,渦輪的轉速n與被測流體的平均流速v成正比,亦即與被測流量的大小成正比。因此,轉換器輸出的電脈沖頻率與被測流量qv之間的關系可表達為
式中,K為流量計的儀表常數,也稱流量系數,它與渦輪流量變送器的結構以及被測流體的性質等因素有關,一般通過試驗標定的方法確定。
二.渦輪流量計特性
1.線性特性
線性特性即是儀表常數K在流量測量范圍內的變化特性。
K與流量(或管道雷諾數)的關系曲線如圖所示?梢,儀表常數可分為二段,即線性段和非線性段。線性段的特性與傳感器結構尺寸及流體粘性有關。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
當流體流經渦輪流量計推動渦輪轉動時,需要克服各種阻力矩,因而產生壓力損失。流量增加,流體粘性增加,均導致壓力損失增加。此外,壓力損失還與流量計的結構尺寸和工藝水平有關。
三.流體物性對流量計特性的影響
1.流體粘度的影響
K與流體粘度密切相關。粘度上升,流量計線性測量范圍下降。用于測量液體的渦輪流量計,儀表制造廠所給定的儀表常數通常是用常溫的水標定的。
2.流體密度的影響
密度上升,渦輪驅動力矩上升,流量計指示值上升。當被測流體的密度值受狀態參數(溫度、壓力)的影響而發生明顯變化時,測量回路中需要安裝密度補償器,或溫度壓力補償器。
3.流體溫度和壓力的影響
當T,p與標定條件相差較大時,流量計結構尺寸、內部流體體積亦會改變。
4.流動狀態的影響
渦輪流量計對進口的流體流動狀態非常敏感,為減小測量誤差,可以安裝導流器,或者保證流量計前后布置一定長度的直管段。
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