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渦輪流量計-工作原理

時間:2010/10/13閱讀:763
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被測流體流過 渦輪流量計 傳感器時,在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應電勢,即電脈沖信號,經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。
TUF的實用流量方程為
  qv=f/K (7.1)
  qm=qvρ (7.2)
式中 qv,qm-分別為體積流量,m3/s,
質(zhì)量流量,kg/s;
f-流量計輸出信號的頻率,Hz;
K-流量計的儀表系數(shù),P/m3。
     渦輪流量計
的儀表系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關系曲線如圖2所示。由圖可見,儀表系數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段約為工作段的三分之二,其特性與傳感器結(jié)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*,儀表系數(shù)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*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,他僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
    傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出,它*不問傳感器內(nèi)部流體的流動機理,把傳感器作為一個黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號)確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實際應用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗條件是參考條件,如果使用時偏離此條件,系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。圖1所示為TUF渦輪流量計傳感器結(jié)構圖,由圖可見,當被測流體流過渦輪流量計傳感器時,在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應電勢,即電脈沖信號,經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。
TUF的實用流量方程為
  qv=f/K (7.1)
  qm=qvρ (7.2)
式中 qv,qm-分別為體積流量,m3/s,
質(zhì)量流量,kg/s;
f-流量計輸出信號的頻率,Hz;
K-流量計的儀表系數(shù),P/m3。
     渦輪流量計的儀表系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關系曲線如圖2所示。由圖可見,儀表系數(shù)可分為二段,即線性段和非線性段。線性段約為工作段的三分之二,其特性與傳感器結(jié)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*,儀表系數(shù)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*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,他僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗裝置校驗得出,它*不問傳感器內(nèi)部流體的流動機理,把傳感器作為一個黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號)確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實際應用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗條件是參考條件,如果使用時偏離此條件,系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

渦輪流量計的安裝
1)變送器的電源線采用金屬屏蔽線,接地要良好可靠。電源為直流24V,650Ω阻抗。
2)變送器應水平安裝,避免垂直安裝,并保證其前后有適應的直管段,一般*D,后5D。
3)保證流體的流動方向與儀表外殼的箭頭方向一致,不得裝反。
4)被測介質(zhì)對渦輪不能有腐蝕,特別是軸承處,否則應采取措施。
5)注意對磁感應部分不能碰撞。
 渦輪流量計的組態(tài)與校正
標準的標定方法是十點水標定法,但黏度不同標定的值不同,故通常要做黏度標定曲線。
渦輪流量計的顯示儀表
顯示儀表的任務是將單位時間輸出脈沖數(shù)和輸出脈沖總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬流量和總流量,并顯示出來。
由前放大器輸出的脈沖信號,其幅值、波形都是不規(guī)則的,在進入顯示儀表后,先需經(jīng)整形電路整形成為有規(guī)則 的具有一定幅值的矩形電脈沖信號民,再經(jīng)過頻率/電流轉(zhuǎn)換電路,將頻率信號變?yōu)橄鄳碾娏餍盘枺?~20mA)再轉(zhuǎn)換能瞬時流量值,總量由轉(zhuǎn)換及積算電路得到。有的顯示儀表就地顯示,有的送DCS顯示。

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