关于食品级涡轮流量计的工作原理与结构,下面小编给大家浅析一下,供大家参考,希望对大家的工作和学习有所帮助。
1、涡轮流量计的工作原理
涡轮流量计的原理如图3-1所示。涡轮机放置在管道的中心,两端由轴承支撑。当流体通过管道时,它撞击涡轮叶片并在涡轮上产生驱动力矩,使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力力矩而产生旋转。在一定的流量范围内,在一定的流体介质粘度下,涡轮的旋转角速度与流体速度成正比。这样,通过涡轮的旋转角速度就可以得到流体的流量,从而可以计算出通过管道的流体的流量。
涡轮机的速度由安装在外壳外部的传感器线圈测量。当涡轮叶片切割外壳中永磁钢产生的磁力线时,会引起传感器线圈中的磁通变化。传感器线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器,对信号进行放大整形,产生与流量成正比的脉冲信号,送入单位转换和流量累加电路,得到并显示累计流量值;同时将脉冲信号送入变频电流转换电路,将脉冲信号转换为模拟电流,进而指示瞬时流量值。
2、涡轮流量计的构造
流体通过外壳的入口流入。 一对套筒座通过支架固定在管道的中心轴上,涡轮安装在轴承上。 涡轮上下游的支架上装有辐射状整流板,用于引导流体,避免流体自旋改变涡轮叶片作用角。 传感线圈安装在涡轮上方的外壳外侧,用于接收磁通变化信号。
主要组件描述如下
(1) 涡轮
涡轮机由导磁不锈钢制成并具有螺旋叶片。叶片的数量根据直径的不同而不同,从2片到24片不等。为了使涡轮对流量有良好的响应,要求质量尽可能小。涡轮叶片结构参数的一般要求如下:叶片倾角10°-15°(气体),30°-45°(液体);叶片重叠P为1-1.2;刀片与内壳的间隙为0.5-1mm。
(2) 轴承
涡轮轴承一般采用滑动硬质合金轴承,需要良好的耐磨性。
当流体通过涡轮时,对涡轮产生轴向推力,使铀轴承的摩擦力矩增大,加速铀轴承的磨损。为了消除轴向力,在结构上应采取水力平衡措施。该方法的原理如图3-3所示。由于涡轮处的直径DH略小于前后支撑处的直径Ds,涡轮截面内的流动截面扩大,速度降低,静水压力P升高。P的静水压力将起作用抵消部分轴向推力。
(3) 前置放大器
前置放大器由磁电感应转换器和放大整形电路组成,如图3-4所示。
国内普遍采用磁电转换器,由永磁钢和外绕感应线圈组成。当流体通过转轮时,当叶片在永磁钢正下方,两叶片之间的间隙在磁钢下方时,磁阻达到最大值。涡轮旋转,不断地改变磁路的磁通量,使线圈中不断变化的感应电位送入放大整形电路,成为脉冲信号。输出脉冲的频率与通过流量计的流量成正比,其比例系数K为
K 等于 (3-1)。
式中 F——涡轮流量计输出脉冲频率;
Qv——通过流量计的流量。
该比率系数也称为涡轮流量计的仪表系数。
(4) 信号接收与显示
信号接收器和显示器内部有系数校正器、加法器和变频器等,其作用是将来自前置放大器的脉冲信号转换成累积流量和瞬时流量并显示。
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