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涡轮流量计
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3) 涡轮 亦称叶轮,是传感器的检测元件,它由高导磁性材料制成。叶轮有直板叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种,也可用嵌有许多导磁体的多孔护罩环来增加一定数量叶片涡轮旋转的频率,叶轮由支架中轴承支撑,与表体同轴,其叶片数视口径大小而定。叶轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响,要根据流体性质、流量范围、使用要求等设计,叶轮的动平衡很重要,直接影响仪表性能和使用寿命。
4) 轴与轴承 它支撑叶轮旋转,需有足够的刚度、强度和硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。它决定着传感器的可靠性和使用期限。传感器失效通常是由轴与轴承引起的,因此它的结构与材料的选用以及维护是很重要的。
5) 信号检测器 国内常用变磁阻式,如图1上半部分所示。由永久磁钢、导磁棒(铁芯)、线圈等组成。永久磁钢对叶片有吸引力,产生磁阻力矩,小口径传感器在小流量时,磁阻力矩在诸阻力矩中成为主要项,为此将永久磁钢分为大小两种规格,小口径配小规格以降低磁阻力矩。输出信号有效值在10mV以上的可直接配用流量计算机,配上放大器则输出伏级频率信号。

传感器结构类型很多,这里介绍几种广泛应用的产品。
1) 止推式涡轮流量传感器 这类产品的结构简图于图3。其中图(a)与图(b)为轴尖止推类,采用平面或球面点接触,接触点与传感器轴线重合,点接触的优点是摩擦力矩很小,可用于较低的下限流量,但是大流量时磨损严重。图(c)为端面面接触止推型,端头呈球形,轴承为平面型。此类结构仅用于小口径(DN≤15mm)传感器,发挥其灵敏度高的特点。


2) 反推式涡轮流量传感器这类产品的结构简图如图4所示。图4(a)中在输入端面处的压力pH降低,产生反推力;图4(b)是流体经前面孔引入产生反推力;图4(c)表示流体由后反向推。反推式结构在一定流量范围内可使叶轮处于浮游状态,轴向不存在接触点,无端面摩擦和磨损,可延长使用期限。







3) 切向式涡轮流量传感器 图5所示为用于微流量测量的涡轮流量传感器。流体由叶轮的切向流过,冲击其叶片旋转。由于被测流量小,为加大流体对叶轮的冲力,入口处装有喷嘴,可以更换喷嘴孔径以调节流量范围。叶轮的转速采用光电法检测,以避免如磁阻法产生磁阻力矩。
4) 气体TUF 气体的密度远小于液体密度,流体推动力矩小,气体流量传感器与液体流量传感器在结构参数上有显著差别。要加大轮毂半径,缩小流道截面积,使气流流速加大且集中经过叶片边缘。因气流流速很高,要用较小冲角的叶片。一般为降低摩擦阻力矩,采用滚动轴承,并对轴承系统注入润滑剂。它能冲洗掉轴承表面的微粒,延长轴承寿命。多孔状的储油室能在换加润滑剂期间向轴承持续供油。典型的燃气TUF如图6所示。图6(a)所示为气体TUF的剖面图。图6(b)所示为传感器显示装置上附加气体体积补偿器,补偿器把传感器测量的实际体积流量经压力、温度换算为标准状态下的体积流量。另外还有报警、自诊断、远传信号等多种功能,他是一台功能齐全的流量计算机。
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