1.结构
蜗轮流量计的结构型式很多，但主要由下列几部分组成(见图4-33):外壳、叶轮、导流架及安放在架上的支撑叶轮的轴承、信号检测器。
1)外壳。直接与管道相连接，介质流经其中，承受被测介质压力与温度安装变送器的机芯。对大多数被测介质应具有耐腐蚀性和足够的机械强度，在用磁电感应式的信号检测器时，壳体应具有不导磁的性能。
2)导流体。支持叶轮的转轴，保证叶轮转动中心与外壳中心重合，具有稳流和整流作用。
3)叶轮。其上带有螺旋形叶片，受被测介质冲击而旋转，配合信号检测器将旋转运动换成电脉冲信号。有良好的导磁性能以改变信号检测器内磁路的磁阻，叶轮参数决定流量变送器在整个流量范围内的线性误差。
4)轴和轴承。支持叶轮做高速旋转的一组运动零件，轴一般用淬火的不锈钢、镀硬铬的其他钢、钨铬钻硬质合金等硬材料，而轴承用石墨及增强F4塑料、尼龙等软材料和钨铬钻硬质合金等硬材料制成。在叶轮转速确定的情况下，流量计的寿命主要取决于轴与轴承的配合及工况下的磨损。
5)信号检测器。配合叶轮实现电脉冲频率信号的转换，它是依赖于磁阻的变化。一般情况下，磁钢产生的磁通借助于导磁棒经空气闭合，当其下方有导磁物体(叶轮)通过时，则磁通闭合回路的磁阻就发生变化，在感应线圈中产生一个电脉冲。
2.作用原理
如图4-33所示，流体从流量计的人口经过导流架整流，使流束平行轴线方向流人蜗轮，导流架上的导流叶片和流动方向平行放置，经过整流后的流束流人由螺旋形叶片组成的蜗轮，推动蜗轮旋转，从蜗轮流出的流体再经过出口导流架将流体整流成和轴线平行的流束，以减少压力损失。在蜗轮的上边对着叶轮的部位，在非导磁材料制成的壳体上放置一个感应线圈，感应线圈的中心衔铁上面有一块永久磁铁(或均为永久磁铁)。当由导磁不锈钢制成的螺旋形叶片转动通过感应线圈下端时，周期地改变线圈磁路的磁阻，使通过线圈的磁通也发生周期变化，在感应线圈内产生和流量成正比的脉冲信号，该信号经过线圈引出线进人前置放大器放大，然后远传至显示仪表。
流体经过前面的导流架，除去较大的漩涡后，流束基本上平行轴线，冲到叶片上后，推动叶轮旋转。叶片和轴线间的夹角a，对于气体一般为10度-15度，对于液体为30度-45度。如果忽略作用在蜗轮上的很小的阻力矩，那么当蜗轮稳定旋转时，蜗轮不受流体的推动力矩，流体在叶片间平顺地流过，如图4-34所示。在叶片平均半径rW处，将叶轮展开，V为人口速度，方向和轴线平行，ut为流过叶轮时，ω对叶片的相对速度，u为叶片的切向速度，为叶轮转动角速度，由图可知:
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由式(4-49)可见，对于一定结构的蜗轮，E是一个常数，这样，流过蜗轮的容积流量q。和感应线圈中的脉冲频率f成正比.上述讨论是在理想无阻力的情况下进行的，实际上右受到很多因素的影响，如轴承摩擦力矩、电磁系统对叶轮的电磁阻尼力矩，被测介质和蜗轮之间的摩擦阻力以及速度在管道截面上的分布等.因此，为了使仪表系数接近理想无阻力情况下的分析结果，使E在测量过程中保持不变，必须从结构上采取措施，尽量减小这些阻力的影响。
轴和轴承之间的摩擦和轴的直径及叶轮质量有关，有时为了减小这一摩擦阻力的影响，可采用细轴、质量轻的叶轮(使它的密度和被测介质的密度接近)，有时滚珠轴承取代滑动轴承，但因滚珠轴承的耐腐蚀问题不易解决，限制了它的广泛应用.为了减小因流体对叶轮的轴向推力而增加的轴承摩擦转矩，可在轴的中心开一小孔，部分流体流人中心孔被滞止，在叶轮后轴承端面上形成一反推力，使其后端面不与后导流架接触，从而减小摩擦力矩。
被测介质与叶片之间的粘性摩擦阻力矩，也是影响蜗轮流虽计的仪表系数e保持恒定的一个原因。但是，一般该影响不大，只是在介质的枯度很大时，才不可忽略。
图4-35给出了典型的蜗轮流量计的特性曲线，可见，仪表系数右在流量qu变化时，并不是一条恒定的水平直线。在小流量下，各种阻力矩之和相对叶轮的转矩比较大，因此仪表系数右显著下降;在大流量时，由于叶轮的转动力矩大大超过阻力矩，阻力矩的影响小，e值几乎保持常数，流量计输出的脉冲频率了和流量q。成正比。在层流与紊流的过渡区中(Re=2300左右)，流态由层流变成紊流，由于层流的粘性摩擦力矩小于紊流的粘性摩擦力矩，叶轮的转速升高，故泞值出现一峰值。仪表应在E的平直部分使用.流量值的上限是受叶片的气蚀、轴承寿命及最大允许压力损失所限。
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3.分类
蜗轮流量计因适用于不同介质或场合，从结构特点不同可分多种型式。
首先如图4-33所示的典型结构，称之为基型流量计，其特点为:
1)叶轮直径略小于公称通径;
2)叶轮旋转的平面垂直于流体流动方向;
3)信号检测器置于壳体外部;
4)应水平安装使用且介质单方向流动。
除基型外按不同结构型式大致分类如下:
1)按被测介质不同分为液体蜗轮流量计、气体蜗轮流量计.
2)按信号检测器在外壳上的位置分为外磁式蜗轮流量计、内磁式蜗轮流量计。
3)按轴向力平衡的方式分为止推式蜗轮流量计、轴向力自动补偿式蜗轮流量计。
4)按轴承型式分为滑动轴承蜗轮流量计、滚动轴承蜗轮流量计。
5)按流量计精度分为:
蜗轮流量计:精度一般为0.5级;
精密蜗轮流量计:精度一般不低于0.2级。
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