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旋翼式流量計測量原理

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

式中，N是旋翼轉速，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。

旋翼式流量計的結構

①結構

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

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。

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

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

d.阻尼部件。包括阻尼葉片和減速器等，它提供阻尼轉矩，有效吸收流體動能，使轉速與流體流量保持一定比例關系。

e.顯示表頭。旋翼的旋轉經(jīng)阻尼和減速后帶動顯示表頭的齒輪，使與轉速對應的流量在顯示屏顯示。

  旋翼葉輪的旋轉速度較快，經(jīng)阻尼器、減速機構的減速(壓力補償?shù)?，最后用磁耦合的方式，將其旋轉運動傳遞為磁鋼的轉動.最后用顯示表頭顯示轉速(或流量)。

②分類

    由于測量蒸汽時，蒸汽壓力是密度的函數(shù)，因此，常用壓力補償來確定密度，實現(xiàn)質量流量的顯示。按壓力補償方式分流旋翼式流量計可分下列幾類。

a.額定壓力補償式。在機械傳動機構設置一對摩擦輪和摩擦盤，實現(xiàn)無級差變速，將摩擦輪的線位移反映在刻度盤?？潭缺P上標注額定壓力數(shù)值。用戶根據(jù)工況下密度ρ與標定時密度ρo，根據(jù)下式確定實際的質量流量。

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

b.機械自動補償式。流體壓力的變化經(jīng)波紋管壓力檢測元件檢出，其位移變化經(jīng)機械凸輪轉換，改變傳動比可實現(xiàn)對蒸汽壓力的補償，達到直接顯示實際質量流量的目的。

c.電子自動補償式。利用壓力檢側元件將蒸汽壓力轉換為電流或電壓信號，將分流旋翼式流量傳感器輸出的轉速脈沖信號輸入到質量流量儀，其內(nèi)部電子器件實現(xiàn)壓力補償運算，并顯示補償后的質量流量。

    旋翼式流量計可根據(jù)轉換器類型分為純機械結構型、電子發(fā)訊型等類型。純機械結構型用摩擦盤、摩擦輪的無級變速實現(xiàn)壓力補償。電子發(fā)訊型用霍爾元件或磁敏電阻將轉速信號轉換為電子開關的通斷，該脈沖信號經(jīng)整形、放大后箱出到顯示儀表，提供直接的質量流量數(shù)據(jù)。

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

旋翼式流量計技術參數(shù)以及優(yōu)缺點分析

旋翼式流量計主要參數(shù)

a.儀表比例系數(shù)K。它是標準流體單位體積流量流過旋翼流量計傳感器時傳感器輸出的信號脈沖頻率。通常，標準流體是水和空氣。

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量，因此，公稱壓力PN一般有1MPa和1.6MPa。

c.測量范圍。由于流速過高造成對旋翼的沖擊，通常，應根據(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。

旋翼式流量計優(yōu)點

1. 直接安裝在工藝管道，安裝方便，不需要引壓儀表管路
2. 可直讀或遠傳
3. 結構簡單，維護方便
4. 價格較低，精度適中
5. 量程調(diào)整較方便(更換不同徑比的分流孔板)

旋翼式流量計缺點

1. 因軸承磨損，需定時校準特性
2. 對突然沖擊的適應性較差
3. 檢測元件直接與被測流體接觸，耐腐蝕性較差