1 原理简介
在空气流量计的使用过程中,气体流经过流量计推动涡轮叶片旋转。叶轮的转数与通过空气流量计的气体体积成正比。流量计入口处安装有一个特殊设计的专利导流架,随着流速的增加,对进入流量计的气流进行加速。导流架的设计可消除任何潜在流体扰动,如涡流或不对称流。对涡轮叶片的推动力也同时增加。确保了流量计在允许的误差范围内高精度计量,即使在小流量的状况下也可以准确计量。作用在涡轮叶片上的气流是轴向的,涡轮装置在主传动轴上,传动轴配有高强度的球轴承。气体通过涡轮叶片后,涡轮叶片的旋转经齿轮组减速后。空气流量计入口通道内压力得到回复,通道设计可确保流态的最优化。
2 应用领域
流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。
空气流量计应用及其广泛,流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。
3 原理分类
叶片式空气流量计
空气流量计的结构简单,可靠性高;但进气阻力大,响应较慢且体积较大
卡门旋涡式空气流量计 所谓卡门旋涡,是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时,在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相反,并交替出现的旋涡
光学式卡门旋涡空气流量计
在产生卡门旋涡的过程中,旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化,通过导孔作用在金属箔上,从而使其振动,发光二极管的光照在振动的金属箔上时,光敏三极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光,其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。
超声波式卡门旋涡空气流量计
插入式空气流量计外形图
在卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门涡流对空气密度的影响,就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。对此相位信号进行处理,就可得到旋涡脉冲信号,
热线式空气流量计工作原理
当无空气流动时,电桥处于平衡状态,控制电路输出某一加热电流至热线电阻RH;当有空气流动时,由于RH的热量被空气吸收而变冷,其电阻值发生变化,电桥失去平衡,如果保持热线电阻与吸入空气的温差不变并为一定值,就必须增加流过热线电阻的电流IH。因此,热线电流IH就是空气质量流量的函数。
热膜式空气流量计
热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似,都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是:热膜式不使用白金丝作为热线,而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。
靶式空气流量计
当空气在测量管中流动时,因其自身的动能与靶片产生压差,而产生对靶片的作用力,使靶片产生微量的位移,其作用力的大小与介质流速的平方成正比,其数学公式:
F = Cd·A·ρ·V2/2
F:靶片所受的作用力
Cd:流体阻力系数
A:靶片对测量管轴向投影面积
ρ:工况下介质密度
V:空气在测量管中的特征流速
靶片所受的作用力,经靶杆传递使传感器的弹性体产生微量变化,经过电路转换,输出相应的电信号。
4 技术参数
空气流量计的技术参数见下表
公称口径及压力
| 法兰式:DN15~DN300mm(压力1.6~10MPa)
|
夹持式:DN15~DN300mm(压力1.6~10MPa)
| |
插入式:DN150~DN1500mm(压力1.6~10MPa)
| |
螺纹式:DN15~DN50mm(压力1.64MPa)
| |
精确度
| ±0.5%~±2.5%FS 标准型:±1.0%FS
|
介质温度
| -40℃~+200℃(超过100℃加散热片,超过200℃或低于-30℃加夹套装置)
|
环境温度
| -40℃~85℃(液晶不会损坏)液晶正常工作在-30℃~+80℃
|
供电电源
| 24VDC二线制4~20mA(12VDC~32VDC)
|
电池型:3.6V@7.5AH锂电池,可持续使用三年
| |
信号输出
| 4~20mA
|
测量管材质
| 不锈钢304、316或其他
|
防爆标志
| 本安型ExiaIICT5,隔爆型ExdIIBT6
|
电缆接口
| 隔爆型1/2NPT内螺纹,其他M20×1.5内螺纹
|
液晶显示
| 瞬时流量显示数值范围:0~50000(可带小数点)
|
累积流量显示范围:0~99999999(可带小数点)自动复位
| |
外壳材质
| 铸铝
|
负载特性
| RLmax=50*(电源电压-12)Ω@24V
|
防护等级
| IP65
|
5 插入式流量计
以其安装简便、压损小、强度高、不受磨损影响、无泄漏等特点而成为替代孔板流量计的理想产品。插入式空气流量计可广泛用于工矿企业的高炉煤气、压缩空气、蒸汽和气体的流量测量。
6 车用流量计
检测发动机的进气量,它将发动机进气量的信息转换成为电信号输送给ECU。是汽车进气系统中测量进气量多少的一个传感器。发动机是根据这个进气量的数据值来计算喷油量的。