渦輪流量計的原理是在管道中央放置壹個渦輪,其兩端由軸承支撐。當流體通過管道時,沖擊渦輪葉片,對渦輪產生驅動扭矩,使渦輪克服摩擦扭矩和流體阻力扭矩而旋轉。在壹定的流量範圍內,渦輪的旋轉角速度與流體速度成正比。因此,可以通過渦輪的旋轉角速度來獲得流體速度,從而計算出通過管道的流體流量。
渦輪機的轉速由安裝在外殼外部的傳感器線圈檢測。當渦輪葉片切割機殼內永磁鋼產生的磁力線時,感應線圈中的磁通量會發生變化。傳感器線圈將檢測到的磁通周期變化信號送至前置放大器,對信號進行放大和整形,產生與流量成正比的脈沖信號,送至單位轉換和流量積分電路,獲得並顯示累計流量值。同時,脈沖信號被送到頻率-電流轉換電路,頻率-電流轉換電路將脈沖信號轉換成模擬電流,然後指示瞬時流量值。
測量的流體沖擊渦輪葉片,使渦輪旋轉。渦輪的轉速隨著流量的變化而變化,即渦輪的轉速也高。然後通過磁電轉換裝置將渦輪的轉速轉換成相應頻率的電脈沖,經前置放大器放大後送至顯示儀表進行計數和顯示。根據單位時間內的脈沖數和累積脈沖數,可以得到瞬時流量和累積流量。
渦輪變送器的工作原理是當流體沿管道軸向流動沖擊渦輪葉片時,壹個與流量qv、流速V和流體密度ρ的乘積成正比的力作用在葉片上推動渦輪旋轉。當渦輪機旋轉時,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,線圈中會感應出壹個脈動電位信號,這個脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比,即其中qv為流體的總體積,n為變送器產生的脈動總數;ξ是流量系數。
ξ是渦輪變送器的重要特性參數,不同的儀表有不同的ξ,隨著儀表的長期磨損而變化。其含義是單位體積流量通過變送器時,變送器輸出的脈沖數。
渦輪變送器輸出的脈沖信號經前置放大器放大後送至顯示儀表,從而實現流量測量。
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