華立渦輪流量計傳感器的五大結(jié)構(gòu) 渦輪流量計的傳感器的結(jié)構(gòu)主要由儀表殼體、葉輪（渦輪）、導(dǎo)流器、信號檢測放大器及軸承等組成。
1、儀表殼體
渦輪流量計表殼體一般采用不導(dǎo)磁的材料如鋁合金或不銹鋼制成，對于大口徑傳感器亦可用碳鋼與不銹鋼組合的鑲嵌結(jié)構(gòu)：殼體是傳感器的主體部件，它的作用是承受被測流體的壓力、連接管道及固定安裝檢測部件，殼體內(nèi)裝有導(dǎo)流器、軸、葉輪、軸承，殼體外壁安裝有信號檢測放大器。對于一體化溫度、壓力補償型的流量計，殼體上還安裝有溫度、壓力傳感器。
2、渦輪葉輪
渦輪葉輪也稱作葉輪，檢測氣體通常采用工程塑料或鋁合金材質(zhì)，檢測液體通常采用高導(dǎo)磁性材料（如2Cr3或Cr17Ni2等），是傳感器的檢測部件，其作用是把流體動能轉(zhuǎn)換成機械能。葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種。通過葉輪旋轉(zhuǎn)，在葉片上取出和流量成正比的頻率信號。亦可用嵌有許多導(dǎo)磁體的多孔護罩環(huán)來增加有一定數(shù)量葉片渦輪旋轉(zhuǎn)的頻率。葉輪由支架中軸承支承，與殼體同軸，其葉片數(shù)視口徑大小而定。葉輪的幾何形狀及尺寸對傳感器性能有較大影響，要根據(jù)流體性質(zhì)、使用要求、流量范圍等設(shè)計。葉輪的動態(tài)平衡非常重要，直接影響儀表的計量性能和使用壽命。
3、導(dǎo)流器
導(dǎo)流器也稱作整流器或流量調(diào)整器。選用不導(dǎo)磁的鋁合金、工程塑料或硬鋁材、不銹鋼材質(zhì)料制作，安裝在傳感器進出口處，對流體起導(dǎo)向整流作用，從而避免意外擾動對葉輪的影響，需注意采用導(dǎo)流器會產(chǎn)生一定的壓力損失。
4、信號檢測放大器
國內(nèi)常用信號檢測放大器一般采用變磁阻式，它由永久磁鋼、導(dǎo)磁棒（鐵芯）、線圈等組成，其作用是把渦輪的機械轉(zhuǎn)動信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號輸出。由于永久磁鋼對高導(dǎo)磁材料制成的葉片有吸引力而產(chǎn)生磁阻力矩，對于小口徑傳感器在小流量時，磁阻力矩在諸阻力矩中成為主要項，為此將永久磁鋼分為大小兩種規(guī)格，小口徑配小規(guī)格以降低磁阻力矩。一般線圈感應(yīng)得到的信號較小，需配上前置放大器放大、整形輸出幅值較大的電脈沖信號。線圈輸出信號有效值在lOmV以上的，也可以直接配用流量計算機。
5、軸與軸承
渦輪流量計的軸與軸承通常選用不銹鋼（如2Cr13，4Cr13，Cr17Ni2或lCr18Ni9Ti等）或硬質(zhì)合金制作，它們組成一對運動副，支承和保證葉輪自由旋轉(zhuǎn)，且需有足夠的剛度、強度和硬度、耐腐性、耐磨性它決定著傳感器的可靠性和使用壽命。傳感器失效一般是由軸與軸承引起的，故其結(jié)構(gòu)與材料的選用以及維護是重要問題。
軸承一般有碳化鎢、聚四氟乙烯和碳石墨三種規(guī)格：碳化鎢的精度最高，可作為工業(yè)拄制的標準件；聚四氟乙烯、碳石墨能防腐，通常在化工場所優(yōu)先選用。軸承的壽命與流速的平方成正反比，故流速最好選擇最大流速的1/3。
在設(shè)計時應(yīng)考慮軸向推力的平衡，流體作用于葉輪上的力使葉輪轉(zhuǎn)動，同時也給葉輪一個軸向力，使軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大。為了抵消這一軸向力，在結(jié)構(gòu)上采取各種軸向推力平衡措施。另外，軸承磨損要小。這是提高測量準確度、延長儀表壽命的重要環(huán)節(jié)。滾動軸承雖然摩擦力矩很小，但對臟污流體及腐蝕性流體的適應(yīng)性較差，壽命不長。故目前仍廣泛使用滑動軸承（空心套形軸承）。滑動軸承的軸與軸承間的摩擦轉(zhuǎn)矩與葉輪的重量及軸的直徑或正比，因此在機械強度允許的情況下，應(yīng)該盡可能把軸做細，使葉輪的重量減輕。合理選擇軸與軸承的材質(zhì)及兩者的配合間隙也是非常重要的，目前常采用的材料是耐磨性好的碳化鎢硬質(zhì)合金材料，軸承也可用寶石、塑料或石墨等材料。為減小石墨軸承的磨損，通常在不銹鋼軸表面鍍以硬鉻并進行精磨，其表面粗糙度為( 0. 8~0.2) ht,m。為了能夠徹底解決軸承磨損的問題，我國目前已開始生產(chǎn)無軸承的渦輪流量變送器。
渦輪的軸承一般采用滑動配合的硬質(zhì)合金軸承，耐磨性能好。由于流體通過渦輪時會對渦輪產(chǎn)生一個軸向推力，使鈾承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大，加速鈾承磨損，為了消除軸向力，需在結(jié)構(gòu)上采取水力平衡措施。由于渦輪處直徑DH略小于前后支架處直徑D。因此，在渦輪段流通截面擴大，流速降低，使流體靜壓上升Ap，這個Ap的靜壓會起到抵消部分軸向推力的作用。
|
