渦輪流量計工作原理及選型、安裝
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渦輪流量計由渦輪、軸承、前置放大器、顯示儀表組成。
渦輪流量計的原理示意圖如圖3—1所示．在管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐．當流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產生驅動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產生旋轉．在一定的流量范圍內，對一定的流體介質粘度，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比．由此，流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量．
渦輪流量計總體原理框用見圖3—2所示．
被測流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉，渦輪的轉速隨流量的變化而變化，即流量大，渦輪的轉速也大，再經磁電轉換裝置把渦輪的轉速轉換為相應頻率的電脈沖，經前置放大器放大后，送入顯示儀表進行計數和顯示，根據單位時間內的脈沖數和累計脈沖數即可求出瞬時流量和累積流量。
渦輪變送器的工作原理是當流體沿著管道的軸線方向流動，并沖擊渦輪葉片時，便有與流量qv、流速V和流體密度ρ乘積成比例的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉。在渦輪旋轉的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產生的磁力線，改變線圈的磁通量。根據電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，即： 其中，qv為流體的體積總量，N為變送器產生的脈動總數；ξ為流量系數。
ξ是渦輪變送器的重要特性參數，不同的儀表有不同的ξ，并隨儀表長期使用的磨損情況而變化；其含義是單位體積流量通過變送器時，變送器的輸出的脈沖數。
渦輪變送器輸出的脈沖信號，經前置于放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實現流量的測量。
2．渦輪流量計的構造
流體從機殼的進口流入．通過支架將一對袖承固定在管中心軸線上，渦輪安裝在軸承上．在渦輪上下游的支架上裝有呈輻射形的整流板，以對流體起導向作用，以避免流體自旋而改變對渦輪葉片的作用角度．在渦輪上方機殼外部裝有傳感線圈，接收磁通變化信號．
下面介紹主要部件．
(1)渦輪
渦輪由導磁不銹鋼材料制成，裝有螺旋狀葉片．葉片數量根據直徑變化而不同，2－24片不等．為了使渦輪對流速有很好的響應，要求質量盡可能小．對渦輪葉片結構參數的一般要求為：葉片傾角10°－15°(氣體)，30°－45°（液體）；葉片重疊度P為1—1．2；葉片與內殼間的間隙為0．5—1mm．
(2)軸承
渦輪的軸承一般采用滑動配合的硬質合金軸承，要求耐磨性能好．由于流體通過渦輪時會對渦輪產生一個軸向推力，使鈾承的摩擦轉矩增大，加速鈾承磨損，為了消除軸向力，需在結構上采取水力平衡措施，這方法的原理見圖3—3所示．由于渦輪處直徑DH略小于前后支架處直徑Ds，所以，在渦輪段流通截而擴大，流速降低，使流體靜壓上升△P，這個△P的靜壓將起到抵消部分軸向推力的作用．
圖3－3 水力平衡原理示意圖
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