TUF傳感器由表體、導向體(導流器)、葉輪、軸、軸承及信號檢測器組成。
1) 表體 表體是傳感器的主體部件,它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。表體采用不導磁不銹鋼或硬鋁合金制造。對于大口徑傳感器已可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結構,表體外壁裝信號檢測器。
2) 導向體 在傳感器進出口裝有導向體,他對流體起導向整流以及支撐葉輪的作用,通常選用不導磁不銹鋼或硬鋁材料制作。反推式渦輪流量傳感器的后導流件還要求能產生足夠的反推力,其結構形式很多。前導流器有產品可以抗流體流動的嚴重干擾。
3) 渦輪 亦稱葉輪,是傳感器的檢測元件,它由高導磁性材料制成。葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種,也可用嵌有許多導磁體的多孔護罩環(huán)來增加一定數量葉片渦輪旋轉的頻率,葉輪由支架中軸承支撐,與表體同軸,其葉片數視口徑大小而定。葉輪幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響,要根據流體性質、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。
4) 軸與軸承 它支撐葉輪旋轉,需有足夠的剛度、強度和硬度、耐磨性、耐腐蝕性等。它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,因此它的結構與材料的選用以及維護是很重要的。
5) 信號檢測器 國內常用變磁阻式,如上半部分所示。由*磁鋼、導磁棒(鐵芯)、線圈等組成。*磁鋼對葉片有吸引力,產生磁阻力矩,小口徑傳感器在小流量時,磁阻力矩在諸阻力矩中成為主要項,為此將*磁鋼分為大小兩種規(guī)格,小口徑配小規(guī)格以降低磁阻力矩。輸出信號有效值在10mV以上的可直接配用流量計算機,配上放大器則輸出伏級頻率信號。
傳感器結構類型很多,這里介紹幾種廣泛應用的產品。
1) 止推式渦輪流量傳感器 這類產品的結構簡圖。其中(a)與(b)為軸尖止推類,采用平面或球面點接觸,接觸點與傳感器軸線重合,點接觸的優(yōu)點是摩擦力矩很小,可用于較低的下限流量,但是大流量時磨損嚴重。(c)為端面面接觸止推型,端頭呈球形,軸承為平面型。此類結構僅用于小口徑(DN≤15mm)傳感器,發(fā)揮其靈敏度高的特點。
2) 反推式渦輪流量傳感器這類產品的結構簡圖。(a)中在輸入端面處的壓力pH降低,產生反推力;(b)是流體經前面孔引入產生反推力;(c)表示流體由后反向推。反推式結構在一定流量范圍內可使葉輪處于浮游狀態(tài),軸向不存在接觸點,無端面摩擦和磨損,可延長使用期限。
3) 切向式渦輪流量傳感器 用于微流量測量的渦輪流量傳感器。流體由葉輪的切向流過,沖擊其葉片旋轉。由于被測流量小,為加大流體對葉輪的沖力,入口處裝有噴嘴,可以更換噴嘴孔徑以調節(jié)流量范圍。葉輪的轉速采用光電法檢測,以避免如磁阻法產生磁阻力矩www.eowyb.com。
4) 氣體TUF 氣體的密度遠小于液體密度,流體推動力矩小,氣體流量傳感器與液體流量傳感器在結構參數上有顯著差別。要加大輪轂半徑,縮小流道截面積,使氣流流速加大且集中經過葉片邊緣。因氣流流速很高,要用較小沖角的葉片。一般為降低摩擦阻力矩,采用滾動軸承,并對軸承系統注入潤滑劑。它能沖洗掉軸承表面的微粒,延長軸承壽命。多孔狀的儲油室能在換加潤滑劑期間向軸承持續(xù)供油。典型的燃氣TUF。(b)所示為傳感器顯示裝置上附加氣體體積補償器,補償器把傳感器測量的實際體積流量經壓力、溫度換算為標準狀態(tài)下的體積流量。另外還有報警、自診斷、遠傳信號等多種功能,他是一臺功能齊全的流量計算機。
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