0引言(yan)
　　金屬管轉(zhuan)子流量計(ji)(以下簡稱(cheng)流量(liang)計)具有測(ce)量介質種類多(duo)、結構(gou)簡(jian)單(dan)、穩定可靠(kao)、可測中小(xiao)流量、壓力(li)損失(shi)恒定(ding)、使用壽命(ming)長、易(yi)于(yu)維(wei)護、能(neng)就地(di)指(zhi)示流量(liang)值等(deng)特點(dian),廣泛(fan)應用(yong)于石油、化(hua)工、冶金(jin)、能源、輕(qing)工等(deng)工業(ye)部門(men)中的(de)流量(liang)測量(liang)。
　　該流(liu)量(liang)計屬于(yu)面積(ji)式流(liu)量計(ji),基于定壓降變(bian)節流(liu)面(mian)積(ji)測量(liang)流量(liang),如圖1所示(shi)。流量計(ji)垂直安(an)裝在(zai)管道上,當(dang)流體自下(xia)而上(shang)流經(jing)錐(zhui)管時,浮(fu)子的前後就産生差壓。浮子在(zai)差壓(ya)作(zuo)用下産(chan)生上升或(huo)下降(jiang)的位移(yi)。當使浮子上升的(de)差壓(ya)與浮子所(suo)受的重力、浮力(li)及粘(zhan)性力(li)三(san)者(zhe)的合(he)力相(xiang)等時,浮子(zi)便處于平衡狀(zhuang)态,因(yin)此(ci),浮子的(de)位移與流(liu)量的(de)大小(xiao)存在(zai)唯一(yi)的對(dui)應(ying)關系。檢測出(chu)浮子的位(wei)移大小就可以(yi)得到(dao)被(bei)測(ce)流體(ti)的流量值(zhi)。

　　當(dang)浮子處(chu)于靜止(zhi)位置時,被(bei)測流體的體積流量(liang)可由下式計算:

　　式中(zhong):Q爲(wei)體積流(liu)量;a爲流出(chu)系數(shu);人爲(wei)浮子最大(da)直徑(jing)與其(qi)同高度錐(zhui)管橫截面(mian)之間的環(huan)隙面(mian)積;g爲重力加速(su)度;玲(ling)爲浮(fu)子的(de)體積;Pf爲浮子的(de)密度;P爲被測流(liu)體的(de)密(mi)度;A爲浮(fu)子的最大(da)截面積。
　　當儀表的結(jie)構參(can)數(shu)确(que)定後(hou),而且(qie)雷諾數大(da)于界限雷(lei)諾數(shu)時,a爲常(chang)數(shu),則

　　由(you)式(4)可知,流(liu)量與(yu)浮子的位移呈(cheng)非線(xian)性關(guan)系,要得到線性刻度(du)或輸出(chu)線性的(de)電流(liu)信号,就必(bi)須設(she)計(ji)非(fei)線性(xing)修正(zheng)機(ji)構進行(hang)線性(xing)化。
　　目(mu)前,國(guo)内外(wai)金(jin)屬(shu)管轉(zhuan)子流量計(ji)采用的線(xian)性(xing)化技術(shu)主要有(you)兩(liang)種:一是應用四連杆(gan)進行非線(xian)性修(xiu)正;二(er)是(shi)利用凸(tu)輪進行(hang)非(fei)線性(xing)修正(zheng)。下面着重(zhong)介紹這兩(liang)種線性化(hua)技術。
1采用(yong)四連杆的線性(xing)化技(ji)術(shu)
　　采用四(si)連杆進行線性(xing)化的(de)流(liu)量(liang)計工(gong)作原(yuan)理如(ru)圖2所示。當(dang)被測流體(ti)自下(xia)而上流過錐管(guan)1時,浮子2就(jiu)

産生位(wei)移(yi),浮子(zi)的位(wei)移(yi)通過磁(ci)鋼4、5的禍合傳給(gei)平衡(heng)杆6。此(ci)時,位(wei)移和流(liu)量(liang)的關(guan)系爲(wei)非線性,必(bi)須通過(guo)連(lian)杆8、9、10進(jin)行線(xian)性(xing)化才能(neng)使指(zhi)針11有(you)線性(xing)流量(liang)指标。四連(lian)杆的工作(zuo)原理(li)如圖(tu)3所示(shi)。

　　連杆(gan)8、9、10的長(zhang)度(du)分(fen)别爲(wei)A、B、C,連杆(gan)8與平(ping)衡杆(gan)6固定(ding)在(zai)一起,指針與(yu)連杆(gan)ro固定(ding)在一(yi)起。要(yao)求轉角少的變化和(he)流量Q的變化呈(cheng)線性(xing)關(guan)系(xi),這樣(yang)可用d空代(dai)替d口,用da代(dai)替d人,代人(ren)公式(shi)(5)得

　　采用四(si)連杆(gan)進(jin)行(hang)線性(xing)化所(suo)用零(ling)件多,摩擦(ca)力大,工作(zuo)過程中易脫落(luo),而且調整也比(bi)較麻煩。近年來随着(zhe)計算機輔(fu)助制(zhi)造(zao)(CAM)技(ji)術的(de)推廣(guang)應(ying)用,部分(fen)生産廠家(jia)的流(liu)量計開始采用(yong)凸輪(lun)進(jin)行(hang)線性(xing)化。
2采(cai)用凸輪的(de)線性(xing)化技術
　　采用凸(tu)輪進行線(xian)性化(hua)的流(liu)量計(ji)工作原(yuan)理如圖(tu)4所示(shi)。當被(bei)測流(liu)體自(zi)下而上流(liu)過錐(zhui)管1時(shi),浮子(zi)2就産(chan)生(sheng)位(wei)移,浮(fu)子的位(wei)移(yi)通過磁鋼(gang)4、5的藕合傳(chuan)給平衡(heng)杆6。經過(guo)凸輪(lun)7的線(xian)性化(hua)和調整件(jian)8的傳動,将與(yu)流量呈(cheng)線性關系(xi)的角(jiao)位移(yi)傳遞(di)給角(jiao)位移轉換(huan)器9,角位移轉換器将(jiang)角位(wei)移信号轉換成(cheng)與流(liu)量線(xian)性對應(ying)的标準(zhun)電流(liu)信(xin)号輸出(chu)遠傳。

　　由于每(mei)台流(liu)量計(ji)的錐(zhui)管和(he)浮子的加工誤(wu)差不(bu)可(ke)能(neng)一緻(zhi),每台金屬管轉(zhuan)子流(liu)量計的流(liu)量值p和浮子位(wei)移h的作線性關(guan)系也不可(ke)能一(yi)樣,所以在實際(ji)制造時(shi)流(liu)量計(ji)的凸輪都要逐(zhu)台校驗(yan)加(jia)工,設(she)口與(yu)h的(de)非線性(xing)回歸模型(xing)爲


　　解(jie)方程(cheng)組(zu)即可求(qiu)得回(hui)歸系(xi)數僞(wei)》,a、,…an:從而(er)得到Q與h的(de)非線性關(guan)系函數。再(zai)根據機械(xie)傳動(dong)的幾何關(guan)系求出将(jiang)p與h線(xian)性化(hua)所需(xu)的非(fei)線性(xing)修正曲線(xian),以上求解過程(cheng)都通過(guo)計(ji)算機(ji)編程實(shi)現。将求出的非線(xian)性修(xiu)正曲線(xian)通(tong)過計(ji)算機(ji)控(kong)制數控(kong)銑床加工(gong)成凸輪,如圖5所(suo)示,即(ji)可使輸(shu)出(chu)電流(liu)與流(liu)量(liang)呈線性(xing)關系(xi)。

　　采(cai)用(yong)凸輪(lun)進行線性化,減(jian)少了零(ling)件(jian)數量(liang)和零(ling)件之間的(de)傳動摩擦(ca)力,使(shi)金屬管(guan)轉子流(liu)量計的轉(zhuan)換器(qi)結構(gou)簡化,體積(ji)小型化(hua),可(ke)靠性提高(gao),使用(yong)時更(geng)加簡(jian)單、方便。借(jie)助CAM技術,使(shi)流量(liang)計的校驗(yan)時間(jian)大大縮短(duan),提高(gao)了儀表制(zhi)造廠(chang)的生産(chan)效率。開(kai)封儀(yi)表廠(chang)一采(cai)用該技(ji)術(shu)後,每(mei)台流(liu)量計的出(chu)廠校(xiao)驗(yan)時間由(you)原來的平(ping)均約(yue)40而n縮短(duan)爲25而n,同(tong)時提高(gao)了(le)産品(pin)質量(liang),産生了較(jiao)好的經(jing)濟(ji)效益。
3結束(shu)語
　　随着機(ji)加工工藝(yi)和計(ji)算機、微電子技(ji)術的發(fa)展(zhan),金屬管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)的線性化(hua)技術也出現(xian)了(le)新的(de)發展方向(xiang)。目前,國外有的(de)流量(liang)計直接将線性化曲(qu)線通過數(shu)控加(jia)工設(she)備加工到(dao)浮子上,從(cong)而使浮子位移(yi)與流(liu)量(liang)呈線性(xing)關系另外,還出(chu)現了(le)帶微處理(li)器的全電(dian)子式(shi)的流(liu)量計,采用(yong)霍爾傳感(gan)器檢(jian)測浮(fu)子(zi)位移,由(you)微處理(li)器(qi)通過(guo)軟件(jian)進(jin)行(hang)線性(xing)化,從而使儀表(biao)結構(gou)更簡化,精(jing)度更(geng)高(gao),功(gong)能更(geng)強,工(gong)作更(geng)可靠(kao)。這些都(dou)代表了(le)流量計線性化(hua)技術的(de)發(fa)展趨(qu)勢。

以(yi)上内容來(lai)源于(yu)網(wang)絡(luo)，如有(you)侵權(quan)請聯(lian)系即(ji)删除!