微功耗插入式切向渦輪流量計(jì)
微功耗插人式切向渦輪流量計(jì)由插人式渦輪傳感器、熱敏電阻和微功耗流(熱)量計(jì)組成,可測(cè)量不同管徑中液體介質(zhì)瞬時(shí)及累積流量,介質(zhì)溫度和瞬時(shí)及累積熱量(熱量型)。傳感器采用鎳基碳化鎢、紅寶石、聚四氟等材料,具有抗腐蝕性能好、耐磨度高、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn);構(gòu)成流量計(jì)的單片微機(jī)接口電路均采用微功耗器件,具有無(wú)需外接電源(內(nèi)置鏗電池連續(xù)工作5年以上)、防爆性能好、應(yīng)用方式更加靈活的特點(diǎn)。
1、結(jié)構(gòu)及電路原理:
插人式切向渦輪傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1插入式切向渦輪傳感器結(jié)構(gòu)形式
微功耗流量計(jì)電路原理框圖如圖2所示。
圖2微功耗流量計(jì)原理框圖
2、工作原理:
插入管道中的轉(zhuǎn)子葉輪在流體的沖擊下轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與流體流速成正比,每個(gè)葉輪葉片上嵌有磁鋼,通過(guò)安裝在葉輪上部的線圈或霍爾元件發(fā)出與流體流速成正比的脈沖信號(hào)。而熱量的檢測(cè)是將熱敏元件嵌人葉輪轉(zhuǎn)子支架中,將介質(zhì)溫度轉(zhuǎn)化為電阻變化。由單片機(jī)等器件構(gòu)成的微功耗流量計(jì),接收脈沖和電阻信號(hào)計(jì)算出流體的流量和熱量并可顯示和遠(yuǎn)傳該信號(hào)。
由切向渦輪傳感器(也可采用其它流量傳感器)產(chǎn)生的mV脈沖信號(hào)首先由施密特整形比較電路產(chǎn)生方波脈沖信號(hào),然后送到單片機(jī)的脈沖計(jì)數(shù)口計(jì)數(shù),單片機(jī)內(nèi)含有2路R/F, A/D轉(zhuǎn)換電路,將2路熱敏電阻隨溫度變化而產(chǎn)生的電阻變化轉(zhuǎn)化為頻率脈沖信號(hào),送入A/D轉(zhuǎn)換器,單片機(jī)接收到流量脈沖信號(hào)和溫度信號(hào),按流量型和熱量型分別計(jì)算、顯示出瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、溫度、瞬時(shí)及累計(jì)熱量。
流量型儀表數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
式中:了為流體瞬時(shí)流量,vh; f為脈沖頻率,Hz; K為儀表系數(shù),由按鍵輸人N/時(shí),脈沖數(shù)N由廠家提供;P為流體密度值,t/m3,由單片機(jī)根據(jù)溫度自動(dòng)計(jì)算。
熱量型儀表數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
式中:Q為流體瞬時(shí)熱量值,GJ/h或MJ/h; 9為流體瞬時(shí)流量,t /h; t1,為流體入口溫度,°C ; t2為流體出口溫度,℃。
3、主要技術(shù)參數(shù):
測(cè)量介質(zhì):各種液體(冷熱水)、低粘成品油(汽、柴、煤)
介質(zhì)溫度:0一150°C
流速測(cè)量范圍:0.3一8m/s
測(cè)量管徑:50一800mm
耐壓:2 . 5MPa
輸出信號(hào):三線制輸出正比于瞬時(shí)流量的頻率信號(hào)和4一20mA流量或熱量信號(hào)(經(jīng)四段非線性校正)。
準(zhǔn)確度:流量(熱量)測(cè)量為士1.5%FS(其中二次儀表為土0.5%FS);溫度測(cè)量為士0.25%F510.2°C
供電方式:24V, d. c.或銼電池3 . 6V ,1 700m,-1·h。