渦輪流量傳感器的一般結構主要由殼體、前導流體(整流器)、導流圈、渦輪(葉輪)、防塵迷宮件、軸承、主軸、內(nèi)藏式儲油管、后導流體、加油系統(tǒng)、訊號發(fā)生盤、信號傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、內(nèi)藏式四通閥組件(有些廠家考慮到用戶使用方便而采用)等組成。
(1)殼體:是傳感器的主體部件,可以起到承受被測流體的壓力、固定安裝檢測部件、連接管道的作用。根據(jù)實際被測流體壓力及化學性質(zhì)需要,材料可選用硬鋁合金、不導磁的鑄鋼和不銹鋼等。對于大口徑傳感器也可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結構。
(2)前導流體:對被側流體起壓縮、整流、導向作用和支撐葉輪的作用(若采用導流圈時還起到固定導流圈的作用),材料可選用塑料、鋅合金、鋁合金、不導磁不銹鋼。
圖片1
(3)導流圈:對被測流體進行導向、節(jié)流、調(diào)整流量,對儀表流量范圍分段有重要作用。材料為鋁合金。
(4)渦輪(葉輪):是傳感器的檢測元件,接受流體動量,克服阻力矩。是齒輪傳動機構的動力源。葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁宇形葉片等幾種。不同廠家根據(jù)需要采用不同的材料制造,它可由高導磁性材料制成,其高頻信號可以由葉輪切割電感傳感器產(chǎn)生。也可選用塑料或鋁合金材料制造,并在其上鑲嵌導磁體或磁體,或在后面通過增加發(fā)訊盤以產(chǎn)生高頻信號。對渦輪流量計而言,當通徑DN≤200mm時材料可選用塑料或鋁合金,當通徑DN>200mm時材料選用鋁合金。制造鋁合金渦輪成本較高,但穩(wěn)定性好、強度高,維修費用小。葉輪由支架中軸承支撐,與表體同軸,其葉片數(shù)視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響,要根據(jù)流體性質(zhì)、流量范圍、使用要求等設計。葉輪的動平衡很重要,直接影響儀表性能和使用壽命。因此,加工完成后必須嚴格進行動平衡校檢。
(5)防塵迷宮件:遙免灰塵進入機芯起保護軸承作用,該件設計的優(yōu)劣直接影響鍋輪流量計壽命,實際使用證明睜密封比動密封防塵效果好,與渦輪一起設計形成徑向迷宮。
(6)軸承:支撐主軸和葉輪旋轉,減小轉動軸摩擦力矩。需選用高精度、低噪聲,有足夠的剛度、強度和硬度及耐磨性、耐腐蝕性好的不銹鋼軸承。它和主軸一起直接決定著傳感器的可靠性和使用期限。傳感器失效通常是由軸與軸承引起的,因此,其結構與材料的選用以及維護是很重要的。
(7)主軸:起傳動、支承作用,它與軸承的裝配結構、裝配精度以及主軸本身同軸度,在接影響流量計準確度及使用壽命。材料也要選用附磨性好、高硬度的不銹鋼。
(8)內(nèi)藏式儲油管:對于采用加油系統(tǒng)的渦輪流量傳感器,一般有采用該結構件,它是加油系統(tǒng)的緩沖裝置,可有效避免因一次加油過量影響儀表準確度及污染機芯,也可有效避免使用過程中因失油造成軸承報傷。對于不采用加油系統(tǒng)的,無此機構。
(9)后導流體:支承軸承、機芯、加油連接件,防止灰塵進入機芯,材料為鋁合金或鋅合金。反推式禍輪流量傳感器的后導流體還要求能產(chǎn)生足夠的反推力,其結構形式很多。
(10)加油系統(tǒng):由油杯組件、止回閥、油管、接頭、密封圈等組成。不采用加油系統(tǒng)的無此機構。
(11)訊號發(fā)生盤:由鋁合金或塑料圈盤鑲嵌磁體或?qū)Т朋w組成,它與渦輪同步轉動,周期性改變磁場強度,由磁傳感器將葉輪旋轉的高頻信號檢測輸出。若渦輪已經(jīng)采用高導磁性材料制成,或其上已鑲嵌有導磁體或磁體,就無須該部件。
(12)信號傳感器:感應渦輪或訊號發(fā)生盤產(chǎn)生的滋場變化,產(chǎn)生脈沖信號,并傳遞給前置放大器。目前國內(nèi)常用變磁阻式,其電磁感應器件分磁阻式磁電感應轉換器和半導體磁阻傳感器兩種。磁限式磁電感應轉換器由水久磁鋼、導滋棒(鐵芯)和線圈等組成,其優(yōu)電為結構和原理簡單,缺點為由于*磁鋼對葉片或發(fā)訊盤有吸引力,會產(chǎn)生磁阻力矩,在諸阻力矩中成為主要項,對渦輪流量傳感器的始動和小流量性能有較大影響。其次,這種感應方式對磁場的線切割速度較敏感,當渦輪轉速很低時電感線圈輸出信號很弱,難于檢測,會出現(xiàn)渦輪慢轉而無信號輸出情況。而半導體磁阻傳感器為半導體磁敏器件,對磁場敏感且與轉速無關,同時無磁吸力,因此,該檢測方式有利于降低始動流量和提高小流量檢測準確度。
(13)壓力傳感器:帶溫度壓力修正功能的流量計均有該部件,一般為壓阻式壓力傳感器。
(14)溫度傳感器:帶溫度壓力修正功能的流量計均有該部件,一般為鉑電阻,也可以用數(shù)字溫度傳感器。
(15)內(nèi)藏式四通閥組件:一般是一體化溫壓補償型渦輪流量計設計有該部件(如ABG儀表公司的渦輪流量計),主要是考慮現(xiàn)場校準的管道試壓的方便。但大部分產(chǎn)品沒有該部件。
本文來自:渦輪流量計
金屬管浮子流量計