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金属管浮子流量计规划原理

来源:美端电气 发布时间:2019-01-02 10:04

金属管浮子流量计规划原理双旭电子有限公司  

    金属管浮子流量计归于面积式流量计,基于定压降变节省面积丈量流量,如1所示。流量计垂直安装(ān zhuāng)在管道上,当流体自下而上流经锥管时,浮子的前后就发生差压。浮子在差压效果下发生上升或降低(reduce)的位移。当使浮子上升的差压与浮子所受的重力、浮力及粘性力三者的合力相等时,浮子便处于平衡状况,因而,浮子的位移与流量的巨细存在仅有的对应联系。检测出浮子的位移巨细就能够得到被测流体的流量值。

      当浮子处于停止方位时,被测流体的体积(volume)流量可由下式核算:
      Q=αfk[2gVf(ρf-ρ)/(Aρ)]1/2            
 。1)
      式中:Q为体积流量(单位:立方米每秒);α为流出系数;fk为浮子蕞大直径(diameter)与其同高度锥管横截面之间的环隙面积;g为重力加速度;Vf为浮子的体积;ρf为浮子的密度;ρ为被测流体的密度;A为浮子的蕞大截面积。
      当外表的构造参数(parameter)确定后,并且雷诺数大于界限雷诺数时,α为常数,则
      Q = cfk                                                
 。2)
      式中,c为常数。又因为:
      fk=π(R2- r2)=π(R+r)(R- r)
         =π(r+h tgβ)h tgβ
         =π rh tgβ+πh2 tg2β                         
 。3)
      式中:R为与浮子蕞大直径(diameter)处于同一高度的锥管蕞大内半径;r 为浮子半径;h 为浮子位移;β 为锥管锥度。关于构造已定的外表,其r 和β 值皆为常数,令πcr tgβ=α,πctg2β=b,可得:
      Q = ah+bh2                                       
 。4)
      由式(4)可知,流量与浮子的位移呈非线性联系,要得到线性刻度或输出线性的电流信号,就有必要规划非线性批改组织进行线性化。
      现在,国内外金属管转子流量计选用的线性化技能(skill)主要有两种:一是使用四连杆进行非线性批改;二是使用凸轮进行非线性批改。核相仪应用于电力线路、变电所的相位校验和相序校验,具有核相、测相序、验电等功能。具备很强的抗干扰性,符合( EMC )标准要求,适应各种电磁场干扰场合。下面侧重介绍这两种线性化技能。
      1 选用四连杆的线性化技能(skill)
      选用四连杆进行线性化的流量(单位:立方米每秒)计作业原理如2所示。当被测流体自下而上流过锥管1时,浮子2就发生位移,浮子的位移经过磁钢4、5的耦合(Coupling)传给平衡杆6。此刻,位移和流量的联系为非线性,有必要经过连杆8、9、10进行线性化才能使指针11有线性流量指标(target aim)。四连杆的作业原理如3所示。
      由式(4)求导可得流量对浮子位移的改变率为
      dQ/dh= a+2bh                               
 。5)
      由式(5)可知,当h增大时,单位位移所代表的流量(单位:立方米每秒)值也增大。为了使流量指针的指示角Ψ与角度θ也呈线性联系,有必要满意dΨ/dα也随h的增大而增大,这即是对四连杆线性化才能的请求。
      连杆8、9、10的长度分别为
  A、
  B、C,连杆8与平衡杆6固定在一起,指针与连杆10固定在一起。请求转角Ψ的改变和流量(单位:立方米每秒)Q的改变呈线性联系,这么可用dΨ替代dQ,用dα替代dh,代入公式(5)得
      dΨ/dα = a+2bα                              
 。6)
      为了满意Ψ的改变和Q的改变呈线性联系,请求α增大时dΨ/dα也增大。星授时远程无线核相仪使用时应认真执行本单位安全规章制度,并严格遵守DL408-91安全工作规程(发电厂变电所电气部份)相关规定,仔细保管仪器,定期检查绝缘。由3可见:
      dΨ/dα=A sinθ/(C sinγ)                
 。7)
      式(7)中,角α、θ、γ三者的改变方向是共同的,即随角α增大,θ和γ也增大。因为
  A、C为常数,所以有必要使α增大时,sin θ / sinγ 也增大。为此,当α增大时,应在0o~ 90o范围(fàn wéi)内改变,则sinθ 增大;而γ应在90o~180o范围内改变,则sin γ 减小。这么就到达了当α增大时,dΨ/dα也增大,然后完成线性化的意。
      选用四连杆进行线性化所用零件多,摩擦力大,作业进程中易掉落,并且调整也比较费事。这些年跟着核算机辅助制作(CAM)技能(skill)的推广使用,部分生产(Produce)厂家的流量(单位:立方米每秒)计开端选用凸轮进行线性化。
      2 选用凸轮的线性化技能
      选用凸轮进行线性化的金属管浮子流量计作业原理(Maxim)如4所示。当被测流体自下而上流过锥管1时,浮子2就发生位移,浮子的位移经过磁钢4、5的耦合传给平衡杆6。经过凸轮7的线性化和调整件8的传动,将与流量呈线性联系的角位移传递给角位移转换器9,角位移转换器将角位移信号转换成与流量线性对应的规范电流(Electron flow)信号输出远传。

      因为每台金属管浮子流量(单位:立方米每秒)计的锥管和浮子的加工(Processing)差错不可能共同,每台流量计的流量值Q和浮子位移h的非线性联系也不可能相同,所以在实践制作(Make)时流量计的凸轮都要逐台校验加工。设Q与h的非线性回归模型为
      Q =a0+a1h+a2h2+…+amhm              
 。8)
      式中:a0,a1,…am 为待定系数;m为回归阶数,假定m已知(由用户输入,挑选差错较小者)。
      令 h1=h,h2=h2,…hm=hm,多项式回归模型(model)就变成了多元线性回归模型
      Q = a0+a1h1+a2h2+…+amhm            
 。9)
      关于每台加工(Processing)好的金属管浮子流量(单位:立方米每秒)计,经过校验能够得到n组Q与h的数据,则有
                                          
 。10)
      用蕞小二乘法求 a0,a1,…am。作离差平方和
                               
 。11)
      挑选 a0,a1,…am使Y 蕞小,用求蕞小值的办法求得下列方程组:
                       
 。12)
      解方程组即可求得回归系数a0,a1,…am。高压语音核相仪主要应用于电力线路、变电所的相位校验和相序校验,具有核相、测相序、验电等功能,具备很强的抗干扰性,符合( EMC )标准要求,适应各种电磁场干扰场合。然后得到Q与h的非线性联系函数。再根据机械(machinery)传动的几许联系求出将Q与h线性化所需的非线性批改曲线。以上求解进程都经过核算机编程完成。将求出的非线性批改曲线经过核算机控制(control)数控铣床加工成凸轮,如5所示,即可使输出电流(Electron flow)与流量(单位:立方米每秒)呈线性联系。
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