0引言(yán)
金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)(以下簡稱(chēng)流量(liàng)計)具(jù)有測量介質種(zhǒng)類多(duō)、結構簡單(dān)、穩定(dìng)可靠(kào)、可測中小(xiǎo)流(liú)量、壓力損失(shī)恒定(dìng)、使用壽命長、易(yì)于維(wéi)護、能(néng)就地指示流量(liàng)值等(děng)特點,廣泛(fàn)應用于石油、化(huà)工、冶金、能(néng)源(yuán)、輕工等工業(yè)部門(mén)中的流量測量(liàng)。
該流(liú)量計屬于(yú)面積式流量計(jì),基于定壓降變(biàn)節流面積(jī)測量(liàng)流量(liàng),如(rú)圖1所示(shì)。流量(liàng)計垂直安裝在(zài)管道上,當(dāng)流體自(zì)下而(ér)上(shàng)流經錐管時,浮(fú)子的前後就産(chǎn)生差壓。浮(fú)子在差壓作用(yòng)下産(chǎn)生上升或下(xià)降(jiàng)的位移。當使浮(fú)子上升(shēng)的差壓(yā)與浮子所受的重(zhòng)力、浮力及粘(zhān)性力三者的合(hé)力相等時(shí),浮子(zǐ)便處于平(píng)衡狀态,因(yīn)此,浮子的(de)位移與流量的大小存(cún)在唯一(yī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。檢(jiǎn)測出(chū)浮(fú)子(zǐ)的位(wèi)移大(dà)小就(jiù)可以得(dé)到(dào)被測流體(tǐ)的流量(liàng)值(zhí)。
當(dāng)浮子處于(yú)靜止(zhǐ)位(wèi)置時,被(bèi)測流(liú)體的(de)體積流量(liàng)可由下(xià)式(shì)計算(suàn):
式中:q爲體積流量;a爲(wèi)流出(chū)系數;人爲浮子最大(dà)直徑與(yǔ)其同(tóng)高度錐管橫截面(miàn)之間的環隙面積;g爲(wèi)重力(lì)加速(sù)度;玲爲浮子的(de)體積(jī);pf爲浮(fú)子的(de)密度;p爲被(bèi)測流(liú)體的(de)密度;a爲浮(fú)子的最大(dà)截面(miàn)積。
當(dāng)儀表的結(jié)構參數确(què)定後,而且雷(léi)諾(nuò)數大(dà)于界限雷諾數(shù)時,a爲常(cháng)數,則
由(yóu)式(4)可(kě)知(zhī),流量與(yǔ)浮子(zǐ)的位移(yí)呈(chéng)非線性(xìng)關(guān)系,要得到線(xiàn)性刻度(dù)或輸(shū)出線性的(de)電(diàn)流信号(hào),就必(bì)須設計非線性(xìng)修正機構進行(háng)線性化(huà)。
目(mù)前,國内外(wài)金屬管轉(zhuǎn)子(zǐ)流(liú)量計采用(yòng)的線性(xìng)化技術主要有兩(liǎng)種:一(yī)是應(yīng)用(yòng)四連杆(gǎn)進行(háng)非線性修(xiū)正(zhèng);二是利用凸(tū)輪進行(háng)非線(xiàn)性修正。下面着重(zhòng)介紹這(zhè)兩(liǎng)種線性化(huà)技術。
1采用(yòng)四(sì)連杆的(de)線性(xìng)化技術
采(cǎi)用四(sì)連杆(gǎn)進行(háng)線性(xìng)化的流(liú)量(liàng)計工(gōng)作原理如(rú)圖2所(suǒ)示。當被測流體(tǐ)自下而上(shàng)流過(guò)錐管(guǎn)1時(shí),浮(fú)子2就(jiù)
産生位移(yí),浮子(zǐ)的位移通過磁鋼4、5的(de)禍合傳給平(píng)衡杆6。此時,位(wèi)移和流(liú)量的關系爲非線性,必須通過連杆8、9、10進行線(xiàn)性化才能(néng)使指針(zhēn)11有(yǒu)線性(xìng)流量(liàng)指(zhǐ)标。四連(lián)杆的工(gōng)作原理(lǐ)如圖3所(suǒ)示。
連杆(gǎn)8、9、10的長(zhǎng)度分(fèn)别爲a、b、c,連(lián)杆8與平衡杆(gǎn)6固定在(zài)一起,指針與(yǔ)連杆(gǎn)ro固定在一起(qǐ)。要(yào)求轉(zhuǎn)角少的(de)變化和(hé)流量q的變(biàn)化呈(chéng)線性關系,這樣(yàng)可用d空代(dài)替d口(kǒu),用da代替d人,代人(rén)公式(5)得(dé)
采用四連杆(gǎn)進行線性(xìng)化所用(yòng)零件(jiàn)多,摩擦(cā)力(lì)大(dà),工作(zuò)過程(chéng)中易脫落(luò),而且(qiě)調整也比(bǐ)較麻煩。近年來(lái)随着(zhe)計算(suàn)機輔助制造(zào)(cam)技(jì)術的(de)推廣(guǎng)應用,部分(fèn)生産廠家的流(liú)量計開始采用(yòng)凸輪進行(háng)線(xiàn)性(xìng)化。
2采用凸(tū)輪的(de)線性化技(jì)術
采(cǎi)用凸(tū)輪(lún)進行線(xiàn)性化的流量計工作原(yuán)理如圖(tú)4所示。當被(bèi)測流體自(zì)下(xià)而(ér)上流過錐(zhuī)管1時,浮子(zǐ)2就産生位移,浮(fú)子的(de)位移通過(guò)磁鋼4、5的藕合傳(chuán)給平衡(héng)杆(gǎn)6。經過(guò)凸輪7的線性化(huà)和調整件(jiàn)8的傳(chuán)動,将(jiāng)與流(liú)量呈線性(xìng)關系的角(jiǎo)位移傳(chuán)遞給角(jiǎo)位移轉(zhuǎn)換(huàn)器9,角(jiǎo)位移轉換器将(jiāng)角位移(yí)信号(hào)轉換成與流量線(xiàn)性對應(yīng)的标準電流(liú)信号輸出(chū)遠(yuǎn)傳。
由(yóu)于(yú)每台流量計(jì)的錐管和(hé)浮子的(de)加工誤(wù)差不(bú)可(kě)能(néng)一緻(zhì),每台金(jīn)屬管轉子流(liú)量(liàng)計的流(liú)量值p和浮子位移h的作(zuò)線性關(guān)系也(yě)不可能一樣,所(suǒ)以(yǐ)在實際制造(zào)時(shí)流(liú)量計的(de)凸輪都要逐(zhú)台校驗加工(gōng),設(shè)口與h的(de)非(fēi)線性(xìng)回歸模型爲
解(jiě)方程組即可求(qiú)得回歸(guī)系數僞》,a、,…an:從而(ér)得到q與h的(de)非線性關系函數。再(zài)根據機械(xiè)傳動的(de)幾(jǐ)何關(guān)系求(qiú)出将p與h線(xiàn)性化所需的非(fēi)線性(xìng)修正曲線,以上(shàng)求(qiú)解過程(chéng)都通(tōng)過計算機(jī)編程(chéng)實現。将求(qiú)出的(de)非線性修(xiū)正曲線通(tōng)過計(jì)算機(jī)控制數控銑床加工成凸(tū)輪,如(rú)圖(tú)5所示,即(jí)可使輸(shū)出(chū)電(diàn)流(liú)與流量呈線性(xìng)關系。
采(cǎi)用(yòng)凸輪(lún)進行(háng)線性化,減(jiǎn)少了零(líng)件數量(liàng)和零件(jiàn)之間(jiān)的(de)傳動(dòng)摩擦(cā)力,使金屬管(guǎn)轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)換器(qì)結構簡化,體積(jī)小型(xíng)化(huà),可靠性(xìng)提高,使用時更(gèng)加簡單(dān)、方(fāng)便。借助cam技術,使流量(liàng)計的校驗時間(jiān)大大縮(suō)短,提高(gāo)了儀表制(zhì)造廠的生産效(xiào)率。開封儀(yí)表廠一采用該技(jì)術後,每(měi)台流(liú)量計的出廠校(xiào)驗時(shí)間由(yóu)原來的平(píng)均約40而n縮(suō)短爲25而n,同時提高了産品(pǐn)質量,産生了較(jiào)好的經(jīng)濟效益。
3結束語
随着機(jī)加工(gōng)工(gōng)藝(yì)和計(jì)算(suàn)機、微電子技(jì)術的發展,金屬(shǔ)管轉子(zǐ)流量計的線性化技術(shù)也出(chū)現(xiàn)了新的(de)發展方向。目前(qián),國外有的流量(liàng)計直(zhí)接(jiē)将(jiāng)線性(xìng)化曲線通過數(shù)控加工(gōng)設備加工到浮子上,從(cóng)而使(shǐ)浮(fú)子位移(yí)與流量呈線性(xìng)關系另(lìng)外,還出(chū)現了(le)帶微處理(lǐ)器(qì)的全電(diàn)子式的流量計,采(cǎi)用(yòng)霍爾(ěr)傳(chuán)感(gǎn)器檢(jiǎn)測浮(fú)子位(wèi)移,由(yóu)微處理器通過(guò)軟件(jiàn)進行線性(xìng)化,從而使(shǐ)儀表(biǎo)結構更簡化,精(jīng)度更高,功能更(gèng)強,工(gōng)作更可靠(kào)。這些都代表了(le)流量計線性化(huà)技術的發展趨勢。
以上内容來(lái)源于網絡，如有(yǒu)侵權請聯系即(jí)删除!
