力德仪表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”。
根据流量计的结构形式，信号检测位置分为在叶轮上或轴上采集的高频脉冲信号、计数器减速齿轮系前采集的中频脉冲信号、计数器减速齿轮后采集的低频脉冲信号。为了便于检定，一般均设计有在叶轮上或轴上采集的高频脉冲信号。信号采集方法如下： 1．电磁线圈感应式 传感器叶轮不导磁．叶轮中嵌有导磁材料，当叶轮旋转时磁场交替接近或远离传感器壳体外的检测线圈，线圈里的感应电势随着发生变化，此周期变化的频率信号经放大输出，如图所示。
图电磁感应转换器工作原理图1-永磁钢和导磁棒；2-线圈；3-磁力线；4-放大器
1．变磁阻感应式 叶轮叶片或轮箍由导磁材料制成，传感器壳体外检测线圈中装有永磁材料，当叶轮旋转时，线圈内永磁材料形成的磁路因导磁叶片交替接近或远离，磁通发生周期性变化，线圈的等效阻抗亦随着变化，在放大电路中产生连续的脉冲波，如图1-9昕示： 2 图1-9磁阻式信号检测原理1一旋转磁场；2-桥路；3-破阻传感器；4-鼓大墨 3．笛簧管（干簧管）传感式 嵌在叶轮（或与其同步的其他旋转元件）里的永磁材料周期性地打开或闭合传感器壳体外笛簧管的簧片触点，这种开关的作用是恒流（或恒压）源产生电脉冲信号。一般用于采集计数器减速齿轮后的低频脉冲信号： 4．光电传感式 叶轮叶片或叶轮驱动的元件随着叶轮旋转，周期性地遮断光束，产生光脉冲信号转换成电脉冲信号。此外，还有光纤传输方式，它可有效地提高抗干扰能力。但一般需采用外加电源。 5．霍尔传感式 在叶轮内腔装有一块永磁钢，霍尔元件通以直流或交流电流产生一磁场，当固定安装磁钢的叶轮旋转时，由于电磁感应，在霍尔元件中输出交变电压，其频率与叶轮转速成正比，测出此频率即可确定其转速。这种方法检测到的信号较强，且安装尺寸小，但工作电流大，难以实现电池供电。 6.韦裉传感式 韦根流量传感器是利用韦根效应制成的，故称韦根传感器。其工作原理是，传感器中的双稳态功能合金材料在交变外磁场的激励下，磁化方向瞬间发生翻转，而当外磁场撤离后，它又瞬间恢复到原有的磁化方向，由此在合金材料周围的检测线圈中会感生出电脉冲信号，实现磁电转换。它是无源器件，适用于微功耗设计的流量计，无触点、耐腐蚀、防水，使用寿命20亿次以上。应用时，通常在叶轮上、轴上或与叶轮转速相同的发讯盘上镶嵌磁钢，韦根传感器安装在与磁钢靠近的非导磁座（套）里。
关键词：涡轮流量计 流量传感器 流量积算仪 流量计 传感器
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1．变磁阻感应式 叶轮叶片或轮箍由导磁材料制成，传感器壳体外检测线圈中装有永磁材料，当叶轮旋转时，线圈内永磁材料形成的磁路因导磁叶片交替接近或远离，磁通发生周期性变化，线圈的等效阻抗亦随着变化，在放大电路中产生连续的脉冲波，如图1-9昕示： 2 图1-9磁阻式信号检测原理1一旋转磁场；2-桥路；3-破阻传感器；4-鼓大墨 3．笛簧管（干簧管）传感式 嵌在叶轮（或与其同步的其他旋转元件）里的永磁材料周期性地打开或闭合传感器壳体外笛簧管的簧片触点，这种开关的作用是恒流（或恒压）源产生电脉冲信号。一般用于采集计数器减速齿轮后的低频脉冲信号： 4．光电传感式 叶轮叶片或叶轮驱动的元件随着叶轮旋转，周期性地遮断光束，产生光脉冲信号转换成电脉冲信号。此外，还有光纤传输方式，它可有效地提高抗干扰能力。但一般需采用外加电源。 5．霍尔传感式 在叶轮内腔装有一块永磁钢，霍尔元件通以直流或交流电流产生一磁场，当固定安装磁钢的叶轮旋转时，由于电磁感应，在霍尔元件中输出交变电压，其频率与叶轮转速成正比，测出此频率即可确定其转速。这种方法检测到的信号较强，且安装尺寸小，但工作电流大，难以实现电池供电。 6.韦裉传感式 韦根流量传感器是利用韦根效应制成的，故称韦根传感器。其工作原理是，传感器中的双稳态功能合金材料在交变外磁场的激励下，磁化方向瞬间发生翻转，而当外磁场撤离后，它又瞬间恢复到原有的磁化方向，由此在合金材料周围的检测线圈中会感生出电脉冲信号，实现磁电转换。它是无源器件，适用于微功耗设计的流量计，无触点、耐腐蚀、防水，使用寿命20亿次以上。应用时，通常在叶轮上、轴上或与叶轮转速相同的发讯盘上镶嵌磁钢，韦根传感器安装在与磁钢靠近的非导磁座（套）里。
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