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O esquema do princípio de funcionamento do medidor de vazão por turbina é mostrado na Figura 3-1. Coloque uma turbina no centro do tubo, com as extremidades sustentadas por rolamentos. Quando o fluido passa pelos tubos, ele atinge as pás da turbina, gerando um torque que faz com que a turbina gire, superando assim o torque de fricção e o torque de resistência do fluido. Dentro de uma certa faixa de vazão, e para uma determinada viscosidade do fluido, a velocidade angular de rotação da turbina é diretamente proporcional à velocidade do fluxo do fluido. Assim, a velocidade do fluxo do fluido pode ser determinada a partir da velocidade angular de rotação da turbina, o que permite calcular o volume de fluido que passa pelo tubo. http://img70.ybzhan.cn/9/20191204/637110497295290193577.jpg A velocidade de rotação da turbina é detectada por meio de bobinas sensores localizadas do lado externo do gabinete. Quando as pás da turbina cortam as linhas de campo magnético geradas pelos ímãs permanentes localizados dentro do invólucro, isso provoca uma mudança no fluxo magnético nas bobinas sensores. A bobina sensora envia os sinais de variação periódica do fluxo magnético detectado ao amplificador prévio, que amplifica e forma esses sinais, gerando assim sinais de pulso que são proporcionais à velocidade do fluxo. Esses sinais são enviados aos circuitos de conversão de unidades e de cálculo do volume total de fluido, que determinam e exibem o valor acumulado do fluxo ； Ao mesmo tempo, o sinal de pulso é enviado ao circuito de conversão de frequência em corrente, onde é convertido em um valor de corrente analógica, indicando assim o valor instantâneo do fluxo. A estrutura do medidor de vazão por turbina tem o fluido entrando pela entrada localizada na carcaça. Através de suportes, um par de rolamentos é fixado no eixo central do tubo; a turbina é montada sobre esses rolamentos. Nos suportes localizados acima e abaixo da turbina, existem placas de direcionamento dispostas em formato radial, com o objetivo de orientar o fluxo de fluido. Isso evita que o fluido gire, o que poderia alterar o ângulo de atuação sobre as pás da turbina. Do lado externo da carcaça, acima da turbina, há bobinas sensores que recebem sinais de mudança no fluxo magnético. Os componentes principais são os seguintes: (1) A turbina é feita de aço inoxidável magnético, e possui pás em formato helicoidal. O número de folhas varia de acordo com o diâmetro, sendo de 2 a 24 folhas. Para que a turbina responda bem à velocidade do fluxo, é necessário que a massa seja o menor possível. Os requisitos gerais para os parâmetros estruturais das pás da turbina são: ângulo de inclinação das pás de 10° a 15° (para gases) e de 30° a 45° (para líquidos) ； O grau de sobreposição das folhas, P, é de 1 a 1,2 ； O espaçamento entre as folhas e a carcaça interna é de 0,5–1 mm. (2) Os rolamentos das turbinas de rolamento geralmente utilizam rolamentos de ligas metálicas com acoplamento deslizante, que devem ter boa resistência ao desgaste. Como o fluido, ao passar pela turbina, exerce uma força axial sobre ela, isso aumenta o torque de fricção no suporte do urânio, acelerando assim seu desgaste. Para eliminar essa força axial, é necessário adotar medidas de equilíbrio hidráulico na estrutura. O princípio dessa abordagem é mostrado na Figura 3-3. Como o diâmetro DH na região da turbina é ligeiramente menor que o diâmetro Ds nas extremidades da turbina, a área de passagem do fluido nessa região aumenta, fazendo com que a velocidade do fluxo diminua. Isso faz com que a pressão estática do fluido aumente, e essa pressão estática serve para contrabalançar parte da força axial exercida sobre a turbina. http://img70.ybzhan.cn/9/20191204/637110498820570632399.jpg (3) Amplificador prévio: O amplificador prévio é composto por um conversor de indução eletromagnética e por um circuito de amplificação e formatação. A representação diagramática pode ser vista na Figura 3-4. No país, os conversores eletromagnéticos geralmente utilizam o tipo de resistência magnética; eles são compostos por ímãs permanentes e bobinas indutivas enroladas ao redor deles. Quando o fluido faz a turbina girar, as pás ficam exatamente abaixo do ímã permanente; nesse caso, há grande resistência magnética. Quando o espaço entre as duas pás fica abaixo do ímã, a resistência magnética é ainda maior. A turbina gira continuamente, alterando assim o fluxo magnético no circuito, o que gera uma tensão induzida nas bobinas. Essa tensão é enviada para um circuito de amplificação e formatação, transformando-se em sinais de pulso. A frequência dos pulsos de saída é diretamente proporcional ao fluxo que passa pelo medidor de vazão. O coeficiente de proporção K é dado por: K = (3 – 1). Onde f representa a frequência dos pulsos de saída do medidor de vazão de tipo turbina ； qv– Vazão que passa pelo medidor de vazão. Esse coeficiente de proporção também é chamado de coeficiente do medidor de vazão de turbina. http://img68.ybzhan.cn/9/20191204/637110499982198754349.png (4) Recebimento de sinais e exibição: O sistema de recebimento de sinais é composto por corretores de coeficientes, somadores e conversores de frequência, entre outros componentes. Sua função é transformar os sinais pulsados enviados pelo amplificador preliminar em valores de vazão acumulada e instantânea, que são então exibidos.