自动检测技术6.2涡轮流量计课件.ppt

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1、提纲6.1概述6.2涡轮流量计6.3容积式流量计6.4浮子流量计6.5旋涡流量计6.6节流流量计6.7电磁流量计6.8超声流量计6.9质量流量计6.10流量计校验6.2.1涡轮流量计的结构及原理⑴涡轮流量计的工作原理天大泰和美国GPI艾默生丹尼尔系列液体涡轮流量计天津华水气体涡轮数轮式气体涡轮美国GPI夹装式涡轮微小流量测量涡轮流量计的工作原理外壳导向架叶轮：直叶片、螺旋叶片轴承：滑动、滚动信号检测放大器：磁电转换原理电涡流原理光电转换霍尔开关、磁敏电阻⑵涡轮流量传感器的结构：（3）信号检测放大器工作原理：切割磁力线，在叶片上产生

2、感应电势，耦合到线圈上产生信号，经放大后输出。信号脉冲频率：流量：式中：K——涡轮流量计的仪表系数，1/L或1/m3。单位体积流量的脉冲数。信号检测放大器工作原理：理想情况:K应为一常数。信号脉冲频率：流量：6.1.2涡轮流量计特性分析⑴对叶轮作受力分析：流体对叶轮的推动力矩Tr；轴与轴承之间的机械摩擦阻力矩Trm；流体对涡轮的粘性阻力矩Trf；信号检测器放大器的电磁阻力矩Tre；类比：叶轮的转动惯量为J，运动速度为根据牛顿第二运动定律可写出涡轮的运动方程为：在涡轮正常运动之后：Tre较小;始动时影响并不小。有式中，r——平均半径

3、。分析f，且仅分析圆周上的受力fr即可。根据动量定理：力学中物体所受冲量等于动量的变化量，考虑涡轮进、出口的周向动量变量。以下分析推动力矩Tr：进口速度分析：ｕ1——经导向架的轴向来流速度α1——来流速度u1与圆周方向夹角ur1——ｕ1在圆周向分量，即出口速度分析：u2sinα2——出口速度u2的水平方向分量u2cosα2——出口速度u2的圆周向分量α2——出口速度u2与圆周方向夹角u2——流体离开涡轮叶片的绝对速度根据动量定理：——时间内流过的流体体积流体对叶轮的推动力进入涡轮的流体在圆周方向的动量变化：根据流体力学中的连续性方

4、程，进、出口轴向流量相等：出口速度分析：——叶轮在平均半径r处的旋转线速度：——流体对于出口涡轮叶片的相对速度——流体离开涡轮叶片的绝对速度α2——出口速度u2与圆周方向夹角图中：因此：式中，为叶轮结构角，螺旋升角。推动力矩：代入力矩平衡方程：得：其中：Z是叶轮叶片数；f是脉冲频率。仪表系数：可整理为：反映仪表的性能；⑵涡轮流量计的特性分析：①理想特性曲线假设：，则有，式中均为叶轮的几何参数，故K是一常量。②始动流量，反映涡轮的灵敏度。阻力矩中主要为机械摩擦阻力矩Trm，流体粘性阻力可忽略，。输出脉冲频率为零，，即整理得：③实际特

5、性曲线与流量变化的关系，此时a流体层流流动时：为动力粘度,故b流体处于湍流流动状态时：涡轮流量计粘度补偿仪表系数K随脉冲频率f与运动粘度ν的比值而变化的曲线非常相近，可称之为通用曲线。可得拟和公式通用曲线法6.2.3涡轮流量计的特点精度高：液体0.15%~0.5%，气体1%~1.5%；重复性好：0.05%~0.2%；量程比宽：10~50：1；脉冲信号输出，抗干扰能力强；耐压高、压力损失小、反应速度快；有可动部件，易磨损；对介质有一定的清洁度要求；需要前后直管段分别为10D和5D。特点：安装：除特殊设计涡轮流量传感器应水平安装；涡轮

6、上游和下游直管段长度应分别大于10D和5D；流体流动方向应和传感器上的箭头指向一致；在传感器上游安装过滤器避免流体中杂质的影响；测量易气化液体，应安装消气器；流体不能完全充满管路时，应安装背压管；调节阀、温度计、压力计等应安装在涡轮下游；为检修方便，应设置旁路管道。使用：根据被测流体的粘度选择不同设计的涡轮传感器；根据被测流体的温度、压力、密度确定传感器仪表系数；为防止涡轮发生气蚀，应保证涡轮前压力高于该液体气化压力。根据被测流体为涡轮选用合适的轴承。维护：定期拆洗，并检查各部件；注意轴和轴承磨损情况，并及时更换磨损了的轴和轴承；

7、注意每运行一年，应进行全面检查、检定仪表系数。传感器拆下不用时，应在清洗后两端加保护套，妥善保存。