涡轮流量计的工作原理

涡轮流量计由涡轮流量传感器和流量显示仪表（体积修正仪或流量积算仪）组成，如图1-1．可实现瞬时流量和累积总量的计量，加湿度和压力补偿时可实现标准状态的瞬时荒量和累积总量的计量。通常，将涡轮流量计感知流体流速的涡轮组件（包括前后导流体、叶轮、轴承、壳体、售号检测组件）统称为涡轮流量传感器，而将涡轮转速检出后的信号处理、转换部分称为二次仪表或显示仪表。

涡轮流量计按叶轮相对于流向的安装方向，分为切向式和轴流式两种。切向式的构造是：由介质切向流动，使计量室内叶轮转动，它可以形象地描述成“水车”；与此相反，轴流式把叶轮设置成保持轴与管中流向平行，叶轮在轴向介质作用下而使其转动，可以形象地描述成“风车”。

不同厂家、不同应用场合，涡轮流量传感器输出方式不同：有些涡轮流器输出与流量成正比关系的脉冲频率，输入到流量显示仪表或计算机=有些涡轮流量传感器在每单位体积时输出n个脉冲，输出脉冲当量为0.01 (10.111110) /mj等，通常分析轴向涡轮工作原理时根据两种理论作为基础：其一是根据动量守恒的原理通过涡轮受力过程进行分析；另一种是根据飞行动力学推力的副翼理论进行分折的，*种理论的优点是它较直观描述基本工作过程，常用于对影响因素的定量分析，需要配合实验数据求得他们之间的关系；第二种方法的优点是通过副翼理论分析，使得其分析更充分和全面，但计算过程较复杂，需要处理大量的数据。下面讨论使用动量守恒动量交换方法作为轴向涡轮流量计分析的一些概念。

涡轮流量计的原理示意图如图1 -2(a)所示。在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑。当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转。在一定的流量范围内，对一定的流体介质黏度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比。由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量。

涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测。当涡轮叶片切割由壳体内*磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化．传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值。

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