智能涡轮流量计在油料测量中的设计及探讨 十二

仪表系数可分为二段，即线性段和非线性段。线性段约为其工作段的三分之二，其特性与

传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下限时，仪表系数随着流量迅速变化。

压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象。

涡轮流量计的原理与传感器结构设计

国内外学者提出许多理论流量方程，它们适用于各种传感器结构及流体工作条件。至今涡轮流量计仪表特性仍旧不是很清楚，它与流体物性及流动特性有复杂的关系．但是理论流量方程有巨大的意义，它可用于指导传感器结构设计及现场使用条件时仪表系数变化规律的预测和估算。

涡轮流量计的组成结构

涡轮流量计工作示意图的大致流程如图2．2所示，它由负责流量检测部分的流量传感器和采集数据及显示数据的流量显示仪表两部分组成．

涡轮流量传感器的结构

涡轮流量传感器主要由壳体、导向体、叶轮、轴、轴承、信号检出器及压紧圈组成，同时还应配有与之相配合的前连接管和后连接管。

(1)壳体壳体是传感器的主体部分，它起到承受被测液体的压力，固定安装检测部件，连接管道的作用，壳体采用不导磁不锈钢或硬质合金制造。对于大口径传感器亦可用碳钢与不锈钢组合的镶嵌结构，壳体外壁装信号检出器。

(2)导向体在传感器进出口装有导向体，它对流体起导向整流以及支承叶轮的作用，通常选用不导磁不锈钢或硬铝材料制作。

(3)涡轮亦称叶轮，是传感器的检测部件，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，亦可用嵌有许多导磁体的多孔护罩环来增加有一定数量叶片涡轮旋转的频率，叶轮由支架中轴承支承，与壳体同轴，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，直接影响仪表的性能和使用寿命。

 (4)轴与轴承它支承叶轮旋转，需有足够的刚度，强度和硬度，耐磨性，耐腐性等。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重要问题。

(5)信号检出器常用变磁阻式，由永久磁铁、导磁棒(铁芯)、线圈等组成。永久磁铁对叶片有吸引力，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。输入信号有效值在lOmv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。

(6)压紧圈为了固定导向体，应配有合适的压紧圈。

(7)前后连接管为了能更加准确地测量液体的流量，壳体前后应该连接相当于管径lO倍以上的前连接管和相当于5倍以上的后连接管。

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