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旋翼式流量計(jì)測(cè)量原理

  旋翼式流量計(jì)測(cè)量原理是節(jié)流孔板和渦輪流量計(jì)的結(jié)合，常用于蒸汽流量測(cè)量。根據(jù)節(jié)流孔板測(cè)量原理可確定分流部分的流量占總流量的比率。根據(jù)渦輪流量計(jì)確定分流部分的流體流量。計(jì)算公式如下:

式中，N是旋翼轉(zhuǎn)速，r/min; K是儀表比例系數(shù)，采用不同單位和不同流體類型時(shí)其值不同;ρ是流體(蒸汽)密度，kg/m3;qv是流體體積流量，m3/s。

旋翼式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

①結(jié)構(gòu)

如圖所示，旋翼式流量計(jì)由分流管、節(jié)流孔板、旋翼、阻尼部件、顯示表頭等部分組成。是測(cè)量氣體、蒸汽等流體累積流量的經(jīng)濟(jì)型儀表。

a.分流管。用于將流體分為兩部分，一部分經(jīng)節(jié)流孔板，另一部分經(jīng)分流管，使旋翼葉輪旋轉(zhuǎn)。

b.節(jié)流孔板。用于根據(jù)流體流量產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的差壓。該差壓被用于作為分流管內(nèi)旋翼的動(dòng)力。

c.旋翼。根據(jù)分流管兩端的差壓，推動(dòng)旋翼葉輪旋轉(zhuǎn)，并受阻尼部件的阻尼而保持與差壓成比例的速度旋轉(zhuǎn)。

d.阻尼部件。包括阻尼葉片和減速器等，它提供阻尼轉(zhuǎn)矩，有效吸收流體動(dòng)能，使轉(zhuǎn)速與流體流量保持一定比例關(guān)系。

e.顯示表頭。旋翼的旋轉(zhuǎn)經(jīng)阻尼和減速后帶動(dòng)顯示表頭的齒輪，使與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的流量在顯示屏顯示。

  旋翼葉輪的旋轉(zhuǎn)速度較快，經(jīng)阻尼器、減速機(jī)構(gòu)的減速(壓力補(bǔ)償?shù)?，最后用磁耦合的方式，將其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞為磁鋼的轉(zhuǎn)動(dòng).最后用顯示表頭顯示轉(zhuǎn)速(或流量)。

②分類

    由于測(cè)量蒸汽時(shí)，蒸汽壓力是密度的函數(shù)，因此，常用壓力補(bǔ)償來(lái)確定密度，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量的顯示。按壓力補(bǔ)償方式分流旋翼式流量計(jì)可分下列幾類。

a.額定壓力補(bǔ)償式。在機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置一對(duì)摩擦輪和摩擦盤，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)差變速，將摩擦輪的線位移反映在刻度盤?？潭缺P上標(biāo)注額定壓力數(shù)值。用戶根據(jù)工況下密度ρ與標(biāo)定時(shí)密度ρo，根據(jù)下式確定實(shí)際的質(zhì)量流量。

    式中，qm和qmo分別是工況下質(zhì)量流量和刻度盤顯示的質(zhì)量流量。密度開方值由摩擦輪位移顯示。

b.機(jī)械自動(dòng)補(bǔ)償式。流體壓力的變化經(jīng)波紋管壓力檢測(cè)元件檢出，其位移變化經(jīng)機(jī)械凸輪轉(zhuǎn)換，改變傳動(dòng)比可實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽壓力的補(bǔ)償，達(dá)到直接顯示實(shí)際質(zhì)量流量的目的。

c.電子自動(dòng)補(bǔ)償式。利用壓力檢側(cè)元件將蒸汽壓力轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號(hào)，將分流旋翼式流量傳感器輸出的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)輸入到質(zhì)量流量?jī)x，其內(nèi)部電子器件實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償運(yùn)算，并顯示補(bǔ)償后的質(zhì)量流量。

    旋翼式流量計(jì)可根據(jù)轉(zhuǎn)換器類型分為純機(jī)械結(jié)構(gòu)型、電子發(fā)訊型等類型。純機(jī)械結(jié)構(gòu)型用摩擦盤、摩擦輪的無(wú)級(jí)變速實(shí)現(xiàn)壓力補(bǔ)償。電子發(fā)訊型用霍爾元件或磁敏電阻將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子開關(guān)的通斷，該脈沖信號(hào)經(jīng)整形、放大后箱出到顯示儀表，提供直接的質(zhì)量流量數(shù)據(jù)。

旋翼式流量計(jì)也可根據(jù)連接方式分為水平管路式(流量計(jì)只能安裝在水平管路)和水平、垂直管路兩用式(可通過(guò)儀表殼體的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)在水平管路及垂直管路安裝流量計(jì))。

旋翼式流量計(jì)技術(shù)參數(shù)以及優(yōu)缺點(diǎn)分析

旋翼式流量計(jì)主要參數(shù)

a.儀表比例系數(shù)K。它是標(biāo)準(zhǔn)流體單位體積流量流過(guò)旋翼流量計(jì)傳感器時(shí)傳感器輸出的信號(hào)脈沖頻率。通常，標(biāo)準(zhǔn)流體是水和空氣。

b.公稱通徑DN和公稱壓力PN.通常，公稱通徑有DN25~DN150，因主要用于蒸汽流量測(cè)量，因此，公稱壓力PN一般有1MPa和1.6MPa。

c.測(cè)量范圍。由于流速過(guò)高造成對(duì)旋翼的沖擊，通常，應(yīng)根據(jù)流速不大于30m/s確定。

d.范圍度。受分流孔板范圍度影響，一般在3:1。

e.精度。一般為2.5級(jí)。

旋翼式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)

1. 直接安裝在工藝管道，安裝方便，不需要引壓儀表管路
2. 可直讀或遠(yuǎn)傳
3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便
4. 價(jià)格較低，精度適中
5. 量程調(diào)整較方便(更換不同徑比的分流孔板)

旋翼式流量計(jì)缺點(diǎn)

1. 因軸承磨損，需定時(shí)校準(zhǔn)特性
2. 對(duì)突然沖擊的適應(yīng)性較差
3. 檢測(cè)元件直接與被測(cè)流體接觸，耐腐蝕性較差