涡轮流量计的工作原理是什么?

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器和显示仪表组成。

涡轮流量计的原理是在管道中央放置一个涡轮,其两端由轴承支撑。当流体通过管道时,冲击涡轮叶片,对涡轮产生驱动扭矩,使涡轮克服摩擦扭矩和流体阻力扭矩而旋转。在一定的流量范围内,涡轮的旋转角速度与流体速度成正比。因此,可以通过涡轮的旋转角速度来获得流体速度,从而计算出通过管道的流体流量。

涡轮机的转速由安装在外壳外部的传感器线圈检测。当涡轮叶片切割机壳内永磁钢产生的磁力线时,感应线圈中的磁通量会发生变化。传感器线圈将检测到的磁通周期变化信号送至前置放大器,对信号进行放大和整形,产生与流量成正比的脉冲信号,送至单位转换和流量积分电路,获得并显示累计流量值。同时,脉冲信号被送到频率-电流转换电路,频率-电流转换电路将脉冲信号转换成模拟电流,然后指示瞬时流量值。

测量的流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转。涡轮的转速随着流量的变化而变化,即涡轮的转速也高。然后通过磁电转换装置将涡轮的转速转换成相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后送至显示仪表进行计数和显示。根据单位时间内的脉冲数和累积脉冲数,可以得到瞬时流量和累积流量。

涡轮变送器的工作原理是当流体沿管道轴向流动冲击涡轮叶片时,一个与流量qv、流速V和流体密度ρ的乘积成正比的力作用在叶片上推动涡轮旋转。当涡轮机旋转时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理,线圈中会感应出一个脉动电位信号,这个脉动信号的频率与被测流体的流量成正比,即其中qv为流体的总体积,n为变送器产生的脉动总数;ξ是流量系数。

ξ是涡轮变送器的重要特性参数,不同的仪表有不同的ξ,随着仪表的长期磨损而变化。其含义是单位体积流量通过变送器时,变送器输出的脉冲数。

涡轮变送器输出的脉冲信号经前置放大器放大后送至显示仪表,从而实现流量测量。

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