渦輪流量計的結(jié)構(gòu)及工作原理

渦輪流量計是一種流體測量裝置，渦輪流量計結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示，主要由殼體、整流器、葉輪、機(jī)芯艙體、磁性聯(lián)軸器、機(jī)械計數(shù)器及齒輪變速器等構(gòu)成[39]。

渦輪流量計是一種速度式流量儀表，它以動量守恒原理為基礎(chǔ)。流體沖擊葉輪，使葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化，根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速求出流量值。當(dāng)被測流體通過渦輪流量計時，流體通過整流器后沖擊葉輪葉片，由于葉輪葉片與流體流向之間有一傾斜角，流體的沖擊力對葉輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使葉輪克服機(jī)械摩擦阻力矩和流體阻力矩而轉(zhuǎn)動，其旋轉(zhuǎn)速度與被測流體體積流量近似成比例。

通過渦輪流量計的流體體積的測量是基于葉輪的旋轉(zhuǎn)數(shù)得到的，主要是運(yùn)用磁電轉(zhuǎn)換裝置或者機(jī)械輸出裝置將葉輪旋轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化成電脈沖，送入渦輪流量計的二次儀表進(jìn)行計算和顯示，由單位時間電脈沖數(shù)和累計電脈沖數(shù)反映出被測流體介質(zhì)的瞬時流量和累計流量[40]。

在某一特定流量和流體粘度范圍內(nèi)，渦輪流量計輸出的信號脈沖頻率 f 與所通過渦輪流量計的被測流體介質(zhì)的體積流量vq 成正比，如式（2-1）所示，即：

f=Kqv                           (2-1)

式中 K 為渦輪流量計的儀表系數(shù)，單位為 1/L 或 1/m3，儀表系數(shù)通常由實驗測得。通過式（2-1）的轉(zhuǎn)化，可以得出求解渦輪流量計體積流量的計算公式，如式（2-2）和式（2-3）所示，即：

式中 V 為體積流量，單位為 m3；N 為信號脈沖數(shù)。