0引言(yan)
　　金屬管轉(zhuan)子流量計(ji)(以下簡稱(cheng)流量計)具(ju)有測量介(jie)質種類多(duo)、結構簡單(dan)、穩定可靠(kao)🌈、可測中小(xiao)流量、壓力(li)損失恒定(ding)、使用壽命(ming)長、易于維(wei)護、能🈲就地(di)指示流量(liang)值等特點(dian),廣泛應用(yong)于石油、化(hua)工、冶❗金、能(neng)源、輕工等(deng)工業部門(men)中的流量(liang)測量。
　　金屬(shu)管轉子流(liu)量計屬于(yu)面積式流(liu)量計,基于(yu)定壓降🏃‍♀️變(bian)節🛀流面💜積(ji)測量流量(liang),如圖1所示(shi)。流量計垂(chui)直安🍓裝在(zai)🔆管道㊙️上,當(dang)流體自下(xia)而上流經(jing)錐管時,浮(fu)子的前後(hou)就産生差(cha)壓。浮子在(zai)差壓🈲作用(yong)下産生上(shang)升或下降(jiang)的位移。當(dang)使浮子上(shang)升的差壓(ya)與浮子所(suo)受的重力(li)、浮力及粘(zhan)性力三者(zhe)的合力相(xiang)等時,浮子(zi)便處于平(ping)衡狀态,因(yin)🈚此,浮子的(de)位移與流(liu)量的大小(xiao)存在唯一(yi)的對應關(guan)系🌈。檢測出(chu)浮子的位(wei)移大小就(jiu)可以得到(dao)被測流體(ti)的流

　　當(dang)浮子處于(yu)靜止位置(zhi)時,被測流(liu)體的體積(ji)流量可🛀由(you)下🧡式計算(suan):

　　式中:Q爲體(ti)積流量;α爲(wei)流出系數(shu); ?k爲浮子最(zui)大直徑與(yu)其同高度(du)☎️錐管橫截(jie)面之間的(de)環隙面積(ji);g爲重力加(jia)速度;v?爲浮(fu)子的體積(ji);ρ?爲浮子的(de)密度; ρ爲被(bei)測流體的(de)密度;A爲浮(fu)子的最大(da)截👄面積。
　　當(dang)儀表的結(jie)構參數确(que)定後,而且(qie)雷諾數大(da)于界限雷(lei)諾數時🌈,a爲(wei)常數,則

　　由(you)式(4)可知,流(liu)量與浮子(zi)的位移呈(cheng)非線性關(guan)系,要得到(dao)線性刻度(du)或輸出線(xian)性的電流(liu)信号,就必(bi)須設計非(fei)線性修正(zheng)機構進行(hang)線性化。
　　目(mu)前,國内外(wai)金屬管轉(zhuan)子流量計(ji)采用的線(xian)性化技術(shu)主要有兩(liang)種:一是應(ying)用四連杆(gan)進行非線(xian)性修正;二(er)是利用☂️凸(tu)輪♍進行非(fei)線性修正(zheng)。下面着重(zhong)介紹這兩(liang)種線性化(hua)技術。
1采用(yong)四連杆的(de)線性化技(ji)術
　　采用四(si)連杆進行(hang)線性化的(de)流量計工(gong)作原理如(ru)圖2所示。當(dang)㊙️被測✔️流體(ti)自下而上(shang)流過錐管(guan)1時,浮子2就(jiu)

　　産(chan)生位移,浮(fu)子的位移(yi)通過磁鋼(gang)4、5的禍合傳(chuan)給平衡杆(gan)✍️6。此時,位移(yi)和流量的(de)關系爲非(fei)線性,必須(xu)通過連杆(gan)8、9、10進行線性(xing)化才能㊙️使(shi)指針11有線(xian)性流量指(zhi)标。四連杆(gan)的工👨‍❤️‍👨作原(yuan)理如圖3所(suo)示。

　　由式(shi)(4)求導可得(de)流量對浮(fu)子位移的(de)變化率爲(wei)
dQ/dh=α+2bh　　(5)
　　由式(5)可知(zhi),當h增大時(shi),單位位移(yi)所代表的(de)流量值也(ye)增💰大爲了(le)使流量指(zhi)針的指示(shi)角Ψ與角度(du)θ也呈線性(xing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼關系,必須(xu)滿足🈲dΨ/da也随(sui)h的增大而(er)增大,這就(jiu)是對四連(lian)杆線性化(hua)能力🔴的要(yao)求。
　　連杆8、9、10的(de)長度分别(bie)爲A、B、C,連杆8與(yu)平衡杆6固(gu)定在一起(qi),指針與連(lian)🌏杆10固定在(zai)一起。要求(qiu)轉角Ψ的變(bian)化和流量(liang)Q的變化呈(cheng)線性關系(xi),這樣可用(yong)dΨ代替dQ,用da代(dai)替dh,代人公(gong)式(5)得
dΨ/dα=α+2bα　　（6）
　　爲了(le)滿足Ψ的變(bian)化和Q的變(bian)化呈線性(xing)關系,要求(qiu)α增大時dΨ/dα也(ye)增大由圖(tu)3可見:
dΨ/dα=ASinθ/(CSin?)　　（7）
　　式(7)中(zhong),角α、θ、三者的(de)變化方向(xiang)是一緻的(de),即随角α增(zeng)大, θ和也增(zeng)大。因🧡爲A、C爲(wei)常數,所以(yi)必須使α增(zeng)大時,Sinθs/in?也增(zeng)大。爲此,當(dang)α增大♻️時, θ應(ying)在0~90°範圍内(nei)變化,則Sinθ增(zeng)大;而?應在(zai)90°~180°範圍内變(bian)化,則Sin了減(jian)小。這樣就(jiu)達到了當(dang)α增大時,dΨ/dα也(ye)增大,從而(er)實現線性(xing)化的目的(de)。
　　采用四連(lian)杆進行線(xian)性化所用(yong)零件多,摩(mo)擦力大,工(gong)作🏃🏻過程中(zhong)易脫落,而(er)且調整也(ye)比較麻煩(fan)。近年來随(sui)🚩着計算機(ji)🚩輔助制造(zao)(CAM)技術的推(tui)廣應用,部(bu)分生産廠(chang)家的流量(liang)計開始采(cai)用凸輪進(jin)行線性化(hua)。
2采用凸輪(lun)的線性化(hua)技術
　　采用(yong)凸輪進行(hang)線性化的(de)流量計工(gong)作原理如(ru)圖4所示🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。當(dang)被測流體(ti)自下而上(shang)流過錐管(guan)1時,浮子2就(jiu)産生位移(yi),浮子的位(wei)移通過磁(ci)💛鋼4、5的藕合(he)傳給平衡(heng)杆6。經❄️過凸(tu)輪7的線性(xing)化和調整(zheng)件8的☔傳動(dong),将與流量(liang)呈線性關(guan)系的角位(wei)移傳遞給(gei)角位移轉(zhuan)換器⚽9,角位(wei)移轉換器(qi)将角位移(yi)信号轉換(huan)成與流量(liang)線性對應(ying)的标✨準電(dian)流信号輸(shu)出遠傳。

　　由于每(mei)台金屬管(guan)轉子流量(liang)計的錐管(guan)和浮子的(de)加工🔱誤差(cha)不可能一(yi)緻,每台流(liu)量計的流(liu)量值Q和浮(fu)子位移h的(de)作線性🛀🏻關(guan)系也不可(ke)能一樣,所(suo)以在實際(ji)制造時流(liu)🏒量計的凸(tu)輪都要逐(zhu)台🌐校驗加(jia)♋工,設Q與h的(de)非💞線性回(hui)歸模型爲(wei)幾何關系(xi)求⛷️出将p與(yu)h線性化所(suo)需的非線(xian)性修正曲(qu)線,以上✌️求(qiu)解過程都(dou)通過計算(suan)機編程實(shi)現。将求✏️出(chu)的非線性(xing)修正曲線(xian)通過計算(suan)機控制數(shu)控✉️銑床加(jia)工成凸輪(lun),如圖5所示(shi),即可使輸(shu)出電💚流與(yu)流量呈線(xian)性📞關系。



　　采(cai)用凸輪進(jin)行線性化(hua),減少了零(ling)件數量和(he)零件之🔆間(jian)的🈲傳動摩(mo)擦力,使流(liu)量計的轉(zhuan)換器結構(gou)簡化,體積(ji)小型化,可(ke)靠性提🏃高(gao),使用時更(geng)加簡單、方(fang)便。借助🔅CAM技(ji)術,使流量(liang)計😄的校驗(yan)時間大🏒大(da)縮短,提高(gao)了儀表制(zhi)造廠的😘生(sheng)産效率。采(cai)用該技術(shu)後,每台流(liu)量計的🈚出(chu)廠校驗時(shi)間由原來(lai)的平均約(yue)40min縮短爲25min,同(tong)時提高了(le)産品質量(liang),産生了較(jiao)好的經濟(ji)效益。
3結束(shu)語
　　随着機(ji)加工工藝(yi)和計算機(ji)、微電子技(ji)術的發展(zhan),金屬管轉(zhuan)子流量計(ji)的線性化(hua)技術也出(chu)現了新的(de)發展方向(xiang)。目前,國外(wai)有的流量(liang)計直接将(jiang)線性化曲(qu)線通過數(shu)控加工設(she)備加工到(dao)浮子上,從(cong)而使浮子(zi)位移與流(liu)量💔呈線性(xing)關系另外(wai),還🔱出現了(le)帶微處理(li)器的全電(dian)子式的流(liu)量計,采用(yong)霍爾傳感(gan)⭐器檢測浮(fu)子位移,由(you)微處🈚理器(qi)通過軟件(jian)進行線性(xing)化,從而使(shi)儀表結構(gou)更簡化,精(jing)👉确度更高(gao),功能更強(qiang),工作更可(ke)靠。這些都(dou)代表了流(liu)量計線性(xing)化技術的(de)發展趨勢(shi)。

以上内容(rong)來源于網(wang)絡，如有侵(qin)權請聯系(xi)即删除!