液體渦輪流量計工作原理

液體渦輪流量計由渦輪流量傳感器和流量顯示儀表（體積修正儀或流量積算儀）組成，如圖1-1．可實現(xiàn)瞬時流量和累積總量的計量，加濕度和壓力補償時可實現(xiàn)標(biāo)準狀態(tài)的瞬時荒量和累積總量的計量。通常，將渦輪流量計感知流體流速的渦輪組件（包括前后導(dǎo)流體、葉輪、軸承、殼體、售號檢測組件）統(tǒng)稱為渦輪流量傳感器，而將渦輪轉(zhuǎn)速檢出后的信號處理、轉(zhuǎn)換部分稱為二次儀表或顯示儀表。

渦輪流量計按葉輪相對于流向的安裝方向，分為切向式和軸流式兩種。切向式的構(gòu)造是：由介質(zhì)切向流動，使計量室內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)動，它可以形象地描述成“水車”；與此相反，軸流式把葉輪設(shè)置成保持軸與管中流向平行，葉輪在軸向介質(zhì)作用下而使其轉(zhuǎn)動，可以形象地描述成“風(fēng)車”。

不同廠家、不同應(yīng)用場合，渦輪流量傳感器輸出方式不同：有些渦輪流器輸出與流量成正比關(guān)系的脈沖頻率，輸入到流量顯示儀表或計算機=有些渦輪流量傳感器在每單位體積時輸出n個脈沖，輸出脈沖當(dāng)量為0.01 (10.111110) /mj等，通常分析軸向渦輪工作原理時根據(jù)兩種理論作為基礎(chǔ)：其一是根據(jù)動量守恒的原理通過渦輪受力過程進行分析；另一種是根據(jù)飛行動力學(xué)推力的副翼理論進行分折的，*種理論的優(yōu)點是它較直觀描述基本工作過程，常用于對影響因素的定量分析，需要配合實驗數(shù)據(jù)求得他們之間的關(guān)系；第二種方法的優(yōu)點是通過副翼理論分析，使得其分析更充分和全面，但計算過程較復(fù)雜，需要處理大量的數(shù)據(jù)。下面討論使用動量守恒動量交換方法作為軸向渦輪流量計分析的一些概念。

渦輪流量計的原理示意圖如圖1 -2(a)所示。在管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐。當(dāng)流體通過管道時，沖擊渦輪葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)黏度，渦輪的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。

渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)*磁鋼產(chǎn)生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化．傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進而指示瞬時流量值。