氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)及工作原理
氣體渦輪流量計的結(jié)構(gòu):
氣體渦輪流量傳感器主要由殼體、前后導向架組件、葉輪和信號檢測放大器四部分組成。殼體是傳感器的的主體部件,導流器、葉輪、軸和軸承裝在殼體內(nèi),信號檢測放大器安裝殼體外。導流器安裝在傳感器進出口處。葉輪是傳感器的檢測部件。信號檢測放大器的作用是將渦輪機械轉(zhuǎn)動信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號輸出。
圖 2.19 渦輪流量計結(jié)構(gòu)圖
圖2.17和圖2.18是兩種常用的信號檢測放大器電氣原理圖和氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)圖,圖 2.17 采用穩(wěn)流二極管作負載,采用復合管射級輸出形式;圖 2.18 采用負反饋電路提高儀表穩(wěn)定性,它們都具有溫度穩(wěn)定性好,放大系數(shù)高,負載能力強等特點。圖 2.19 所示是氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)圖。
氣體渦輪流量計工作原理:
根據(jù)氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)可知,渦輪葉片與氣體流向間存在傾角θ ,當氣體通過渦輪流量傳感器導流器時沖擊渦輪葉片產(chǎn)生沖擊力,當沖擊力對渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩大于渦輪機械摩擦阻力矩和流動阻力矩之和后將帶動渦輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,所有力矩平衡時,轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。在流量測量范圍內(nèi),通過渦輪的流量與渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度成正比。渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度是通過信號檢測放大器測量轉(zhuǎn)換的。渦輪轉(zhuǎn)動時,渦輪葉片切割管壁外的電磁感應線圈,周期性地改變通過線圈的磁通量,產(chǎn)生與流量成正比的脈沖信號。脈沖信號經(jīng)過信號檢測放大器放大整形后送顯示儀表顯示流體流量。
一定流量范圍和一定粘度范圍內(nèi),渦輪流量計體積流量Kfqv= ,其中 f 是輸出信號脈沖頻率, K 是渦輪流量計的儀表系數(shù),數(shù)值由實驗標定得到。
小結(jié):
本章介紹了實驗室氣體流量測量標準裝置的基本構(gòu)成和工作原理。實驗室氣體流量測量校準系統(tǒng)分為三個系統(tǒng),一個是正壓音速噴嘴標準裝置校驗系統(tǒng),二個是標準氣體渦輪流量計校驗系統(tǒng),三是用于氣體流量測量研究的測量裝置,詳細闡述了三個系統(tǒng)氣體流量標準裝置的工作原理,此外,還分析了氣體渦輪流量計流量測量的機理。