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タービン式流量計の原理図は図3-1に示されている。パイプの中央にタービンを設置し、両端はベアリングで支えられる。流体が配管を通過するとき、タービンのブレードに衝突し、タービンに駆動トルクを与える。これによりタービンは摩擦トルクや流体の抵抗トルクを克服して回転する。一定の流量範囲内で、一定の流体媒体の粘度において、タービンの回転角速度は流体の流速に比例する。これにより、流体の流速はタービンの回転角速度から求めることができ、それによって配管を流れる流体の流量を計算することができる。http://img70.ybzhan.cn/9/20191204/637110497295290193577.jpgタービンの回転速度は、ケースの外側に取り付けられたセンサコイルによって検出されます。タービンブレードがケーシング内の永久磁石によって生じる磁力線を切断すると、センサコイル内の磁束に変化が生じる。センサコイルは検出した磁束の周期的変化信号をプリアンプに送り、信号を増幅・整形して流速に比例するパルス信号を生成し、単位換算および流量積算回路に送って累積流量値を得て表示する;同時にパルス信号を周波数電流変換回路に送り、パルス信号をアナログ電流値に変換して、瞬間流量値を示す。タービン式流量計の構造は、流体がケーシングの入口から流れ込みます。支持架を用いて一対の軸受を管の中心軸上に固定し、タービンをその軸受に取り付ける。タービンの上下流にある支持架には、流体を誘導し、流体の回転によってタービンブレードへの作用角が変わるのを防ぐために、放射状の整流板が取り付けられている。タービン上部のケーシング外側には、磁束変化の信号を受信するセンサコイルが取り付けられている。主な部品は以下の通りです:(1)タービンは導磁性を持つステンレス鋼で作られており、螺旋状の羽根が取り付けられています。葉の数は直径によって異なり、2枚から24枚までとなる。タービンが流速に良好に応答するためには、質量をできるだけ小さくする必要がある。タービンブレードの構造パラメータに対する一般的な要求は、ブレードの傾きがガスの場合は10°-15°、液体の場合は30°-45°である;葉の重なり度Pは1~1.2;葉片と内殻の間隙は0.5~1mmである。(2)ベアリングタービンのベアリングは、一般的に耐摩耗性に優れたスライドフィット式の超硬合金ベアリングが使用される。流体がタービンを通過する際に軸方向の推力が生じ、ウランベアリングの摩擦トルクが増大し、ウランベアリングの摩耗が加速される。この軸方向力を除去するためには、構造上で水力バランスを取る措置が必要であり、この方法の原理は図3-3に示されている。タービン部の直径DHが前後の支持架部の直径Dsよりわずかに小さいため、タービンセクションでの流路断面積が拡大し、流速が低下する。これにより流体の静圧Pが上昇し、このPという静圧が軸方向の推力の一部を相殺する働きをする。http://img70.ybzhan.cn/9/20191204/637110498820570632399.jpg(3)プリアンプ プリアンプは磁気電気変換器と増幅整流回路の2つの部分で構成されており、その概略図は図3-4に示されている。国内の磁気電気変換器では一般的に磁気抵抗式が用いられ、これは永久磁石と外部に巻かれた誘導コイルで構成されている。流体がタービンを回転させると、ブレードが永久磁石の真下にあるときの磁気抵抗は小さく、2つのブレードの間隙が磁石の下にあるときの磁気抵抗は大きくなる。タービンが回転することで磁気回路の磁束が絶えず変化し、コイル内に変動する誘導電圧が発生する。この電圧は増幅整流回路に送られ、パルス信号に変換される。出力パルスの周波数は流量計を通過する流量に比例し、その比例定数Kは K=(3-1) ここで、f――タービン式流量計の出力パルス周波数; qv--流量計を通過する流量。この比例定数は、タービン流量計の計器係数とも呼ばれる。http://img68.ybzhan.cn/9/20191204/637110499982198754349.png(4)信号の受信と表示 信号の受信装置は、ディスプレイ内の係数補正器、加算器、周波数変換器などで構成されており、前置増幅器から送られてくるパルス信号を累積流量および瞬間流量に変換して表示する役割を果たす。