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一、涡轮流量计工作原理

如下图所示为涡轮流量传感器结构简图，由图可见，当被测流体流过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周期地改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经放大器放大后，送至显示仪表显示。

 

涡轮流量计的流量方程可分为两种：实用流量方程和理论流量方程。                                        

（1）实用流量方程

q_v=f/K               公式1

q_m=qvρ             公式2

式中   q_v, q_m ……分别为体积流量，m³/s，质量流量，kg/s;

           f ……流量计输出信号的频率，Hz;

           K ……流量计的仪表系数，P/m³。

（2） 理论流量方程

根据动量矩定理可以列出叶轮的运动方程

 

              

 

式中     J：     叶轮的惯性矩；

     dw/dt：     叶轮的旋转加速度；

M₁：   流体的驱动力拒；

M₂：   粘性阻力矩；

M₃：   轴承摩擦阻力矩；

M₄：   磁阻力矩。

当叶轮以恒速旋转时，，则M₁=M₂+M₃+M₄。经理论分析与实验验证可得

              

式中   n：   叶轮转速；

qv：   体积流量；

A：   与流体物性（密度、粘度等），叶轮结构参数（叶片倾角、叶轮直径、

流道截面积等）有关的系数；

B：   与叶片顶隙，流体流速分布有关的系数；

C：   与摩擦力矩有关的系数。

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