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一種新型懸浮陀螺式質(zhì)量流量計(jì)的研究
2012-12-23
隨著工業(yè)水平的不斷提高，人們對(duì)流量計(jì)量的要求也越來(lái)越高，目前發(fā)展的趨勢(shì)是單純的體積流量測(cè)量已不能滿足工業(yè)要求，而質(zhì)量流量測(cè)量作為一種更加穩(wěn)定的，更符合生產(chǎn)和貿(mào)易輸送需求的計(jì)量方法得到了廣大用戶的青睞。
我們所研究的新型懸浮陀螺式質(zhì)量流量計(jì)利用雙通道法實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于臟污流及兩相流的測(cè)量，抗震性好，傳感器無(wú)須外部供電，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。下面首先介紹懸浮陀螺流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理。
當(dāng)流體從入口流進(jìn)殼體時(shí)，小球會(huì)懸浮起來(lái)，穩(wěn)定在某勢(shì)阱位置。當(dāng)流量達(dá)到一定值時(shí)，小球會(huì)繞某個(gè)固定的軸旋轉(zhuǎn)起來(lái)，并隨著流量的增大而加快，小球的轉(zhuǎn)速和流量基本呈線性關(guān)系。在傳感器的外部有感應(yīng)線圈，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，小球的旋轉(zhuǎn)使得導(dǎo)線切割磁力線，產(chǎn)生電壓脈沖信號(hào)。該脈沖信號(hào)的頻率完全可以反映球的旋轉(zhuǎn)頻率，此頻率也正比于流體的體積流量。
小球的旋轉(zhuǎn)機(jī)理可以定性地歸因于球體周?chē)痪鶆虻乃俣确植?。?dāng)流體沿球表面繞流時(shí)，在球的通孔兩端口處將產(chǎn)生很大的沖擊力，由于速度分布不均勻，導(dǎo)致這兩端的速度梯度不一樣，在兩端產(chǎn)生的切向力不相等，且作用力方向恰好相反，從而產(chǎn)生不平衡力矩。隨著小球的搖擺角度的增加，該不平衡力矩也增大，當(dāng)力矩大到足以克服小球的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，小球就旋轉(zhuǎn)起來(lái)了。
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