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气体涡轮流量传感器的结构组成和设计要求

2014-02-12 14:07

涡轮流量传感器的结构组成以轴流式为例,一般结构主要由壳体、前导流体(整流器)、导流圈、涡轮(叶轮)、防尘迷宫件、抽承、主轴、内藏式储油管、后导流体、加油系统、讯号发生盘、信号传感器、压力传感器、温度传感器、内藏式四通阀组件(有些厂家考虑到用户使用方便而采用)等组成,如图2-28所示。各主要部件的功能作用如下。

    1.壳体
    壳体是传感器的主体部件,它起到承受被测流体的压力,固定安装检测部件,连接管道的作用。根据实际被测流体压力及化学性质需要,材料可选用硬铝合金、不导磁的铸钢和不锈钢等。对于大口径传感器也可用碳钢与不锈钢组合的镶嵌结构。
    2.前导流体
    对被测流体起压缩、整流、导向作用和支撑叶轮的作用(若采用导流圈时还起到固定导流圈的作用),材料可选用塑料、锌合金、铝合金、不导磁不锈钢。
    3.导流圈
    对被测流体进行导向、节流、调整流量,对仪表流量范围分段有重要作用,材料为铝合金。
    4.涡轮(叶轮)
    是传感器的检测元件,接受流体动量,克服阻力矩;是齿轮传动机构的动力源。叶轮有直板叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种。不同厂家根据需要采用不同的材料制造,它可由高导磁性材料制成,其高频信号可以由叶轮切割电感传感器产生。也可选用塑料或铝合金材料制造,并在其上镶嵌导磁体或磁体,或在后面通过增加发信盘以产生高频信号。对气体涡轮流量计而言,当通径DN≤200mm时材料可选用塑料或铝合金,当通径DN>200mm时材料选用铝合金。制造铝合金涡轮成本较高,但稳定性好、强度高,维修费用小。叶轮由支架中轴承支撑,与表体同轴,其叶片数视口径大小而定。叶轮儿何形状及尺寸对传感器性能有较大影响,要根据流体性质、流量范围、使用要求等设计。叶轮的动平衡很重要,直接影响仪表性能和使用寿命,因此加工完成后必需严格进行动平衡检验。
    5.防尘迷宫件
    避免灰尘进入机芯起保护轴承作用,该件设计的优劣直接影响涡轮流量计寿命,实际使用证明静密封比动密封防尘效果好,最好与涡轮一起设计形成径向迷宫。
    6.轴承
    支撑主轴和叶轮旋转,减小转动轴摩擦力矩。需选用高精度、低噪音、有足够的刚度、强度和硬度及耐礴性、附腐蚀性好的不锈钢轴承。它和主轴一起直接决定若传感器的可靠性和使用期限。传感器失效通常是由轴与轴承引起的,因此它的结构与材料的选用以及维护是很重要的。
    7.主轴
    起传动、支承作用。它与轴承的装配结构、装配精度以及主轴本身同轴度,直接形响流量计准确度及使用寿命。材料也要选用耐磨性好、高硬度的不锈钢。
    8.内藏式储油管
    对于采用加油系统的涡轮流量传感器。一般采用该结构件,它是加油系统的缓冲装置,可有效避免因一次加油过量影响仪表准确度及污染机芯,也可有效避免使用过程中因失油造成轴承损伤。对于不采用加油系统的,无此机构。
    9.后导流体
    支承轴承、机芯、加油连接件,防止灰尘进入机芯,材料为铝合金或锌合金。反推式涡轮流量传感器的后导流体还要求能产生足够的反推力,其结构形式很多。
    10.加油系统
    由油杯组件、止回阀、油管、接头、密封圈等组成。不采用加油系统的无此机构。
    11.讯号发生盘
    由铝合金或塑料圆盘镶嵌磁体或导磁体组成,它与锅轮同步转动,周期性改变磁场强度,由磁传感器将叶轮旋转的高频信号检测输出。若涡轮已经采用高导磁性材料制成,或其上已镶嵌有导磁体或磁体,就无需该部件。

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