智能渦輪流量計在油料測量中的設計及探討 十二

儀表系數可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與

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。當流量低于傳感器流量下限時，儀表系數隨著流量迅速變化。

壓力損失與流量近似為平方關系。當流量超過流量上限時要注意防止空穴現象。

渦輪流量計的原理與傳感器結構設計

國內外學者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結構及流體工作條件。至今渦輪流量計儀表特性仍舊不是很清楚，它與流體物性及流動特性有復雜的關系．但是理論流量方程有巨大的意義，它可用于指導傳感器結構設計及現場使用條件時儀表系數變化規律的預測和估算。

渦輪流量計的組成結構

渦輪流量計工作示意圖的大致流程如圖2．2所示，它由負責流量檢測部分的流量傳感器和采集數據及顯示數據的流量顯示儀表兩部分組成．

渦輪流量傳感器的結構

渦輪流量傳感器主要由殼體、導向體、葉輪、軸、軸承、信號檢出器及壓緊圈組成，同時還應配有與之相配合的前連接管和后連接管。

(1)殼體殼體是傳感器的主體部分，它起到承受被測液體的壓力，固定安裝檢測部件，連接管道的作用，殼體采用不導磁不銹鋼或硬質合金制造。對于大口徑傳感器亦可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結構，殼體外壁裝信號檢出器。

(2)導向體在傳感器進出口裝有導向體，它對流體起導向整流以及支承葉輪的作用，通常選用不導磁不銹鋼或硬鋁材料制作。

(3)渦輪亦稱葉輪，是傳感器的檢測部件，它由高導磁性材料制成。葉輪有直板葉片、螺旋葉片、和丁字形葉片等幾種，亦可用嵌有許多導磁體的多孔護罩環來增加有一定數量葉片渦輪旋轉的頻率，葉輪由支架中軸承支承，與殼體同軸，其葉片數視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響，要根據流體性質、流量范圍、使用要求等設計，葉輪的動平衡很重要，直接影響儀表的性能和使用壽命。

 (4)軸與軸承它支承葉輪旋轉，需有足夠的剛度，強度和硬度，耐磨性，耐腐性等。它決定著傳感器的可靠性和使用期限。傳感器失效通常是由軸與軸承引起的，因此它的結構與材料的選用以及維護是重要問題。

(5)信號檢出器常用變磁阻式，由永久磁鐵、導磁棒(鐵芯)、線圈等組成。永久磁鐵對葉片有吸引力，產生磁阻力矩，小口徑傳感器在小流量時，磁阻力矩在諸阻力矩中成為主要項，為此將永久磁鋼分為大小兩種規格，小口徑配小規格以降低磁阻力矩。輸入信號有效值在lOmv以上的可直接配用流量計算機，配上放大器則輸出伏級頻率信號。

(6)壓緊圈為了固定導向體，應配有合適的壓緊圈。

(7)前后連接管為了能更加準確地測量液體的流量，殼體前后應該連接相當于管徑lO倍以上的前連接管和相當于5倍以上的后連接管。

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