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燃气流量计的工作原理

燃气流量计又称气体腰轮流量计,主要用于对管道中气体或液体流量进行连续或间歇测量的高精度计量仪表。它具有精度高、可靠性好、重量轻、寿命长、运行噪声低、安装使用方便等特点。燃气流量计可现场指示累积流量、瞬时流量,单次量等,亦可输出脉冲信号、4-20mA或1-5V模拟信号、485通讯、4-20mA+HART、MODBUS协议等。燃气流量计由计量室、计量转子、计量部件组件(即内部测量元件)与计数指示组件等构成。在燃气流量计的壳体内有一个计量室,计量室内有一对或两对可以共轭旋转的腰轮,在流量计壳体外面与两个腰轮同轴安装了一对同步齿轮,它们相互啮合使两个腰轮始终保持正交互相对方向旋转运动。
 
一、燃气流量计工作原理
燃气流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。
当被测流体流经流量计时,流体的动压力使进出口间形成一个差压而推动腰轮旋转。当流体推动一个腰轮顺时针转动时(如图1)与之相连另一个腰轮逆时针转动,转动90°后成为(图2)状态,腰轮受流体推动继续转动转动时(图2),与之相连的驱动齿轮带动轴上的腰轮逆时针转动,转动135°后成为(图3)状态,腰轮继续转动,腰轮旋转360°时(图4),有四倍于计量室有效有效容积的流体排除流量计。这样,两个腰轮交换驱动旋转,随着腰轮的转动,流体径有计量室不断排出流量计。腰轮每转一圈排出的流体体积是一个固定值,即排出流量于腰轮轴转速成正比,通过腰轮轴及其他传动机构,将旋转的次数减速后传递到计算显示部分。正是燃气流量计的这种工作原理决定了这种流量计只要计量室内部配合间隙设计、组装合理,它就会有较高的精度和较低的起步流量,这一特性在民用正常用气时的计量精度,有克服了其它类型流量计对居民用气低峰时微小气量的无能为力。
 
二、燃气流量计测量原理
在管道中安放一个罗茨,两端由轴承支承。当流体通过管道时,冲击燃气流量计叶轮,对燃气流量计产生驱动力矩,使燃气流量计克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转,在一定的流量范围内,对一定的流体介质粘度,燃气流量计的旋转角度与流体速度成正比。由此,流体速度可通过其他燃气流量计的旋转角度得到,从而可以计算到通过管道的流体流量。
燃气流量计的转速通过装在机壳外的感应线圈来检测。当其他燃气流量计的叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时,就会引起穿感线圈中的磁通变化。传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器,对信号进行放大、整形,产生于流速成正比的脉冲信号,送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值,同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路,将卖出信号转换成模拟电流量,进而指示瞬时流量值。