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脉动流对涡轮流量计测量误差有哪些计算影响

  涡轮流量计以动量矩守恒原理为基础,是一种速度式流量仪表。对非稳定流,由于转子叶片和相关传动装置的共振、转子的转动惯量、脉动流的形状、转子和齿轮的摩擦阻力及转子瞬时转矩等诸多因素的影响,会使涡轮流量计产生很大的误差。
 

 
  经过计算分析,发现导致涡轮流量计产生误差的主要因素是脉动流的振幅和频率,通过对多幅图形的比较,发现有如下规律:
  1、从曲线分布的象限来看,脉动流导致涡轮流量计出现一个正偏差。涡轮流量计它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率-电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量,叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号,不仅提高了检测电路的抗干扰性,而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1,精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。涡街流量计该产品具有电路先进、功耗微低、量程比宽、结构简单、阻力损失小、坚固耐用、用途广、使用寿命长、工作稳定、便于安装调试等特点。是根据卡门涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。当流体出现脉动时,在加速流体中,叶片的转动惯量能引起转子速度变慢,落后于定常流时的转速;在减速流体中,叶片的转动惯量能导致转子速度加快,超过定常流时的转速。由于加速时的影响比减速时的影响小得多,因此,脉动流出现时流量计显示的平均流速远大于平均流量,出现正误差,此误差有时最大可达50%。
  2、当脉动频率fp小于涡轮转子的角频率ω时,测量结果接近真值,脉动流所引起的误差很小。涡轮流量计它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率-电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量,叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号,不仅提高了检测电路的抗干扰性,而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1,精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。当脉动频率fp大于涡轮转子的角频率ω时,响应失真,会引起较大误差,且随着频率的增大,误差随着增大,最终趋于稳定。
  3、当脉动频率大于涡轮转子的角加速度时,脉动振幅的变化能引起涡轮流量计的测量误差产生大的改变,此误差随着脉动振幅的增大而升高,最大可达50%,但最终趋于稳定。从以上分析计算可知,脉动流使涡轮流量计产生一个正的系统误差,该误差受脉动频率和振幅的影响。当脉动频率小于角加速度时,其误差可以认为为零;当脉动振幅小于某一振幅值时,其误差亦可认为不影响涡轮流量计的精度。脉动流对涡轮流量计测量精度的影响存在极限值。
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