金(jīn)屬管轉(zhuan)子流量(liàng)計
由于(yú)它的流(liú)通面積(jī)是随着(zhe)流量的(de)大小而(er)改變的(de),故🏃🏻又被(bèi)稱爲變(bian)面積流(liu)量計。作(zuo)爲轉子(zi)式流量(liàng)計,它不(bu)僅⁉️有效(xiao)📞地擴大(da)了原來(lái)玻璃轉(zhuan)子流量(liàng)計的測(cè)量✉️範圍(wéi),而且提(tí)高了對(duì)使用環(huan)境的适(shì)應性,還(hai)可測量(liàng)多種介(jie)質(包括(kuo)一些💜高(gāo)粘度和(he)腐蝕性(xing)介質)的(de)流量🚩,特(tè)别适宜(yi)測量中(zhong)、小管徑(jing)、較低雷(léi)諾數的(de)中、小流(liu)量,刻度(du)近似線(xiàn)🧡性(最大(dà)刻度非(fēi)線性程(cheng)度約爲(wei)20%一25%,通過(guò)指示器(qì)中的凸(tu)輪闆進(jin)行修正(zhèng)),量程🥰比(bi)爲1;10,甚至(zhi)可以✍️更(gèng)寬,壓爲(wei)損失較(jiào)小且恒(heng)定,精度(dù)在土2.5%左(zuo)右,使用(yòng)維護簡(jian)便,對儀(yí)表前的(de)直管段(duan)要🔞求不(bú)高,特别(bié)是當采(cǎi)用了變(biàn)電容式(shi)角位移(yí)轉🧡換器(qi),還能進(jìn)行🌈遠距(ju)離信🛀号(hào)傳輸和(hé)實現自(zì)動控制(zhì)。憑借其(qí)自身的(de)這些有(yǒu)利的特(tè)點,近幾(ji)年來,它(ta)在國内(nèi)流量測(ce)量領域(yu)裏正異(yi)軍突起(qi),開始廣(guang)泛應用(yong)于國防(fáng)、化工、石(shí)油、冶金(jin)、醫藥和(hé)輕工等(deng)工業👈部(bù)門💁的液(ye)體、氣體(ti)流量測(ce)量和自(zì)動控制(zhi)系統。
金(jin)屬管轉(zhuǎn)子流量(liang)計的結(jié)構如圖(tú)1所示,傳(chuán)感器中(zhōng)浮子位(wei)✉️置的變(bian)化反映(yìng)了流量(liàng)的大小(xiao),當被測(ce)量發生(shēng)💰變化,儀(yi)表的指(zhi)示标尺(chǐ)(運動部(bu)件)将由(yóu)原來的(de)平衡位(wèi)置移動(dong)到新的(de)平衡位(wèi)置,但是(shi)指示🙇♀️标(biāo)尺由戶(hu)質性的(de)作用,它(ta)不能立(li)🐇刻停止(zhǐ)在☔新的(de)平衡位(wei)置,而在(zài)此位置(zhì)附近往(wǎng)複振蕩(dang)。特㊙️别是(shì)當該儀(yi)表被用(yong)于測⭕量(liàng)氣體流(liú)量時♈,在(zai)管路系(xì)統中有(yǒu)時出現(xian)流體的(de)脈動現(xian)象,使🏃♀️得(de)傳感器(qi)中浮子(zǐ)出現往(wang)複的機(ji)械振動(dong),通過磁(ci)禍合,這(zhe)種有害(hai)的振動(dong)将被傳(chuán)🤟遞給指(zhi)示器中(zhong)的指示(shi)🐆标尺,嚴(yán)重地影(yǐng)響儀表(biǎo)的準确(què)讀數。對(duì)于具有(you)電遠傳(chuán)性能👨❤️👨的(de)儀表,還(hái)将引起(qi)輸出信(xin)号的不(bú)平穩,并(bìng)使與👌之(zhī)配套的(de)記錄儀(yí)表的記(jì)錄嚴重(zhong)失真⭐。因(yin)而,要克(kè)服這種(zhǒng)流體脈(mò)動效應(yīng)引起的(de)機械振(zhen)動現象(xiang),筆者在(zai)其指示(shi)器内設(she)置阻尼(ní)裝🐇置,以(yǐ)提高其(qi)讀數精(jing)度。
以(yi)下就空(kōng)氣阻尼(ní)裝置、液(yè)體阻尼(ní)裝置和(he)磁感應(ying)阻🔞尼裝(zhuang)置的🌈性(xìng)🚩能特性(xing)進行分(fèn)析比較(jiao)。
圖2反映(ying)了各類(lei)阻尼的(de)粘度一(yī)溫度特(tè)性曲線(xian),從圖可(ke)以❌得到(dao)這樣的(de)結論:由(yóu)于空氣(qi)粘度很(hen)少受溫(wēn)度🐅波動(dong)影響,空(kong)氣阻尼(ní)的溫度(du)穩定性(xìng)比相應(yīng)的液體(ti)阻尼要(yao)好,空氣(qì)阻尼值(zhí)♌随溫度(dù)變化最(zui)小,而且(qiě)它與液(yè)體和磁(cí)感應阻(zu)尼❗相反(fan),空氣阻(zu)尼随溫(wen)度增高(gāo)而增大(dà),但是由(you)于它的(de)尺寸大(da)而笨重(zhòng),所以很(hěn)少采用(yong)。液體阻(zu)尼雖然(ran)在非常(cháng)小的空(kong)間内幾(jǐ)乎能夠(gou)得到無(wu)限大的(de)㊙️阻尼,但(dàn)是它的(de)溫度穩(wěn)定性比(bǐ)相應的(de)空氣、磁(ci)感應阻(zu)尼要差(cha)💃,它的阻(zǔ)尼值随(sui)溫度變(bian)化大。而(ér)磁感應(yīng)阻尼的(de)溫度穩(wen)定性與(yǔ)空氣阻(zǔ)尼相近(jin)🧑🏾🤝🧑🏼,它的🤩阻(zu)尼值随(sui)溫度變(bian)😄化很小(xiao)🈲,而且磁(ci)感應阻(zu)尼是一(yi)種最能(néng)預測估(gu)⁉️算的阻(zǔ)尼型式(shì)。在任何(hé)給定環(huán)境溫度(du)👅的條件(jiàn)下,根據(ju)磁感應(ying)阻尼裝(zhuāng)置的設(shè)計參數(shù)能以足(zú)夠的精(jīng)度計算(suan)出它的(de)一個重(zhong)要性能(néng)指标:阻(zǔ)尼🐆力矩(jǔ)。磁感應(ying)阻尼裝(zhuāng)置産生(shēng)的阻尼(ni)力矩嚴(yan)格地與(yu)運動物(wù)體速度(dù)的一次(cì)方成正(zheng)比,不會(hui)影響儀(yi)表的靜(jing)态🧡精度(dù),在結構(gou)上也容(róng)易實現(xiàn)。
值得指(zhi)出的是(shì),磁感應(ying)阻尼裝(zhuāng)置的工(gong)作原理(li)實質上(shàng)是🙇🏻電磁(ci)學👅理論(lùn)中所闡(chan)述的一(yī)種渦流(liu)的機械(xiè)效應。
如(rú)果渦流(liu)載體用(yòng)銅(非鐵(tie)磁性的(de)良導體(tǐ)材料)制(zhì)造⁉️,刀令(lìng)麽該種(zhong)🚶磁感應(ying)阻尼裝(zhuang)置的阻(zu)尼力矩(jǔ)随溫度(dù)每升💯高(gāo)1℃而大約(yue)降低0.4%(忽(hu)略大約(yue)要低一(yī)個量級(ji)的磁路(lu)的溫度(dù)系數影(ying)響)。由此(ci)可見💯,磁(ci)感應🔴阻(zu)尼的這(zhè)些✌️特點(diǎn)是其它(tā)類型阻(zu)尼裝置(zhi)所無法(fǎ)比拟🍉的(de)。因此,我(wǒ)們采用(yong)磁感應(yīng)阻尼裝(zhuāng)置是十(shi)分合适(shi)的。
對于(yú)具體的(de)阻尼裝(zhuāng)置,阻尼(ni)時間是(shi)個重要(yao)的參數(shu)。阻尼時(shí)間是指(zhi)當儀表(biǎo)轉動部(bù)分部件(jian)(包括指(zhi)示标尺(chǐ)在🚩内)從(cóng)開始運(yun)動☀️到在(zai)平衡位(wèi)置附近(jìn)振動,其(qí)振幅不(bu)超過給(gěi)定值△a而(ér)可進行(háng)讀☎️數的(de)時⁉️間。
關(guan)于磁感(gan)應阻尼(ní)裝置設(shè)計計算(suan),這裏列(lie)舉具有(you)永♻️久磁(ci)鋼和非(fēi)鐵磁性(xìng)的良導(dao)體材料(liao)扇形銅(tóng)闆的磁(ci)感應阻(zu)尼⛱️裝置(zhì)🔴(見圖3)進(jìn)行介紹(shao)。
當(dang)設定已(yǐ)知允許(xǔ)阻尼時(shi)間(t2)動和(hé)允許振(zhen)動幅△a時(shí),則計算(suàn)設計的(de)♊步驟如(ru)下:
式中(zhong)ao一儀表(biao)轉動部(bu)分穩定(ding)後的角(jiǎo)度
利用(yòng)圖4可求(qiu)最佳阻(zǔ)尼因數(shu)月。p,或利(li)用圖5曲(qǔ)線來确(que)定👈(ωot) tmin和相(xiàng)🌍應🈲的b值(zhí)(ωo爲無阻(zu)尼時系(xi)統固有(yǒu)振動的(de)角頻率(lü))
(2)按選定(dìng)的扇形(xíng)磁感應(yīng)阻尼裝(zhuāng)置的結(jié)構條件(jiàn),初選♍主(zhu)🔱要尺寸(cun)(參見圖(tu)3所标的(de)各有關(guan)尺寸)。
(3)按(an)選定運(yùn)動系統(tǒng)的結構(gòu)尺寸和(hé)參數計(ji)算ωot,并可(ke)用公式(shi)👣:
ω0≥(ωot)min/tz
進行校(xiào)驗。顯然(rán),增大ω0,可(ke)使tz減小(xiao)。
(4)計算扇(shàn)形磁感(gan)應阻尼(ní)裝置的(de)阻尼系(xì)數C:
式中(zhōng)
h—扇形感(gǎn)應片厚(hou)度,Cm
b—磁鋼(gāng)截面長(zhang)度,cm
d—磁鋼(gāng)截面寬(kuān)度,Cm
B—磁感(gan)應強度(du),TR
R—扇形半(ban)徑,cm
ρ—扇形(xíng)感應片(pian)材料的(de)電阻率(lü),Ωmm2/m
X—磁鋼到(dào)扇形感(gan)應片邊(biān)緣的徑(jing)向距離(lí),em
L—系數,由(yóu)圖6查出(chu)
K—系數,由(yóu)圖7(圖7中(zhōng)符号ι=b+2x爲(wèi)查出後(hòu),按下式(shi)計算:
K=2(Kl一(yī)K2十K3一……)
式(shi)中系數(shu)Kl、K2、K3、…分别按(àn)ι1=b十2X、ι2=2x(b十2X)、ι3=3(b+2X)…由(you)圖7查出(chū)。實用證(zhèng)明,隻需(xū)計算Kl和(he)K2兩個🌈系(xi)數即可(ke),其計算(suàn)誤差不(bu)超過10%.
(5)由(you)公式b= 1132-9求(qiu)出所設(she)計的阻(zu)尼裝置(zhì)的阻尼(ni)因數b值(zhí)的實際(ji)值(I爲運(yùn)動部件(jiàn)的轉動(dòng)慣量)。
(6)由(you)計算法(fǎ)确定阻(zǔ)尼時間(jiān)ι2
式中a—儀(yí)表轉動(dong)部分的(de)偏轉角(jiao)
da/dt—儀表轉(zhuan)動部分(fen)的角速(sù)度這裏(lǐ)忽略了(le)雜散磁(cí)場和磁(ci)場♻️的👅非(fēi)均勻性(xìng),所以實(shi)際得到(dao)的阻尼(ní)力矩通(tōng)常略高(gāo)于計算(suan)得到的(de)阻尼力(li)矩。
至此(ci),可以看(kàn)到合理(li)地運用(yòng)阻尼裝(zhuang)置,能較(jiao)容易、較(jiào)成功地(dì)克服由(yóu)于流體(tǐ)流動的(de)脈動而(er)幹擾、影(ying)響金屬(shu)管轉子(zǐ)流量計(ji)在進行(háng)流量測(cè)量時的(de)振蕩現(xian)象,提高(gāo)了測量(liàng)的準确(que)度。
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