0引言(yan)
　　金屬管轉子流量(liang)計(以下簡稱流量(liàng)計)具有測量介質(zhi)種類多、結構簡單(dan)、穩🥰定可💋靠、可測中(zhōng)小流量、壓力損失(shi)恒定、使用壽命長(zhang)、易于維護、能🧡就地(dì)指示流量值等特(tè)點,廣泛應用㊙️于石(shí)油、化工、冶金、能源(yuán)‼️、輕工等工業部門(mén)中的流量測量。
　　該(gai)流量計屬于面積(jī)式流量計,基于定(ding)壓降變節流面積(ji)測量流量,如圖1所(suo)示。流量計垂🈲直安(ān)裝⭕在管道上,當流(liu)體自下而上流經(jing)錐管時,浮🌈子的前(qian)後就産生差壓。浮(fú)子在差壓作用下(xià)産生上升或下降(jiang)的位移。當使浮子(zi)上升的差壓與浮(fú)子所受的重力、浮(fú)力及粘性力三者(zhě)的合力相等時,浮(fu)子便處于🔞平衡狀(zhuang)态,因此,浮子的位(wei)移與流量的大小(xiǎo)存在唯一的對應(yīng)關系。檢💛測出浮子(zǐ)的位移大😍小就可(kě)以得到被測流體(tǐ)的流量值。

　　當浮子處(chu)于靜止位置時,被(bèi)測流體的體積流(liú)量可由下式計算(suan):

　　式中:Q爲體積流量(liang);a爲流出系數;人爲(wei)浮子最大直徑🔆與(yǔ)✨其同🐇高度錐管橫(heng)截面之間的環隙(xì)面積;g爲重力加速(sù)度;玲爲浮子的體(tǐ)積;Pf爲浮子的密度(dù);P爲被測流體的密(mi)😘度;A爲浮子的最大(dà)截面積。
　　當儀表的(de)結構參數确定後(hòu),而且雷諾數大于(yu)界限雷諾數時,a爲(wei)常數,則

　　由式(4)可知(zhī),流量與浮子的位(wèi)移呈非線性關系(xi),要得到線性刻度(dù)或輸出線性的電(diàn)流信号,就必須設(she)計非線性修正機(jī)構進行線性化。
　　目(mù)前,國内外金屬管(guan)轉子流量計采用(yong)的線性化技術主(zhǔ)要有兩種:一是應(ying)用四連杆進行非(fēi)線性修正;二是✏️利(li)用凸輪進行非線(xian)性修正。下面着重(zhòng)介紹這兩種線性(xing)化技術。
1采用四連(lian)杆的線性化技術(shù)
　　采用四連杆進行(háng)線性化的流量計(jì)工作原理如圖2所(suǒ)⭐示。當被測流體自(zì)下而上流過錐管(guǎn)1時,浮子2就

産生位移,浮子的(de)位移通過磁鋼4、5的(de)禍合傳給平衡杆(gǎn)6。此時,位移和流量(liang)的關系爲非線性(xìng),必須通過連杆8、9、10進(jin)行線性化👅才能⭐使(shǐ)指針11有線性流量(liang)指标。四連杆的工(gōng)作原理如圖3所示(shì)。

　　連杆8、9、10的長度分别(bié)爲A、B、C,連杆8與平衡杆(gǎn)6固定在一起,指針(zhēn)與連杆ro固定在一(yi)起。要求轉角少的(de)變化和流量Q的變(biàn)化呈線性關系,這(zhe)樣可用d空代替d口(kou),用da代替d人,代人公(gōng)式(5)得

　　采用四連杆(gǎn)進行線性化所用(yong)零件多,摩擦力大(dà),工🔅作🌈過程中易脫(tuō)落,而且調整也比(bi)較麻煩。近年來随(sui)🛀着計算機‼️輔助制(zhì)造(CAM)技術‼️的推廣應(yīng)用,部分生産廠家(jiā)的流量計開🈚始采(cǎi)用凸輪進💋行線性(xing)化。
2采用凸輪的線(xian)性化技術
　　采用凸(tū)輪進行線性化的(de)流量計工作原理(li)如圖4所示。當🈲被測(cè)流體自下而上流(liú)過錐管1時,浮子2就(jiù)産生🔅位移,浮子的(de)位移通過磁鋼4、5的(de)藕合傳給平衡杆(gǎn)6。經過凸輪🤩7的線性(xìng)化和調㊙️整件8的🚩傳(chuan)動,将㊙️與流量呈線(xian)性關系的角位移(yí)傳遞給角位移轉(zhuǎn)換器🌐9,角位移轉換(huàn)器将角位移信号(hao)轉換成與流量線(xian)性對應的标準電(diàn)流信号輸🐅出遠傳(chuán)。

　　由于每台流(liu)量計的錐管和浮(fu)子的加工誤差不(bú)可能💚一緻,每台👌金(jin)屬管轉子流量計(jì)的流量值p和浮子(zi)位移h的作線性關(guān)系也不可能一樣(yàng),所以在實際制🌈造(zao)時流量計的💞凸輪(lún)都要逐台校驗加(jia)工,設口與h的非線(xian)性回歸模型爲


　　解(jie)方程組即可求得(dé)回歸系數僞》,a、,…an:從而(er)得到Q與h的非線性(xìng)關㊙️系函👌數。再根據(jù)機械傳動的幾何(hé)關系求出🌈将p與h線(xiàn)性化所需的非線(xiàn)性修正曲線,以上(shang)求解過程都通過(guò)計算🏃‍♂️機編程實現(xian)。将求出的非線性(xing)修正曲線通過計(jì)算機控制數控銑(xi)床加工成凸輪,如(ru)圖5所示,即可使輸(shū)出電流與流量呈(chéng)線性關系。

　　采用凸(tū)輪進行線性化,減(jiǎn)少了零件數量和(hé)零件之間💋的💁傳🔞動(dong)摩擦力,使金屬管(guǎn)轉子流量計的轉(zhuǎn)換器❄️結構簡化,體(ti)積小型化,可靠性(xìng)提高,使用時更加(jiā)簡單、方便。借助CAM技(ji)術,使流量計的校(xiào)驗時👣間大大縮短(duǎn),提高了儀❤️表制造(zào)廠的生産效⛷️率。開(kāi)封儀表廠一采✍️用(yong)該技術後🌈,每台流(liu)量計的出廠校驗(yàn)✨時間由原來🔴的平(píng)均約40而n縮短爲25而(er)n,同時提高了産品(pin)質量,産生了較好(hǎo)的經濟效益。
3結束(shu)語
　　随着機加工工(gōng)藝和計算機、微電(dian)子技術的發展,金(jin)屬✌️管轉子流量計(jì)的線性化技術也(yě)出現了新的發展(zhǎn)方向。目前,國💰外有(you)🎯的流量計直接将(jiāng)線性化曲線通過(guo)數控加工💯設備加(jiā)❓工到浮子上,從💘而(er)使浮子位移與流(liu)量呈線性關系另(ling)外,還出現了帶微(wei)處理器🐕的全電子(zi)式💔的流量計,采用(yong)霍爾傳感器檢測(ce)浮子位移,由微處(chu)理器通過軟件進(jìn)行線性化,從而使(shi)儀☁️表結構更簡化(huà),精♈度更高🆚,功能更(gèng)強❓,工作更可靠。這(zhè)些都代表了流量(liàng)計線性化技術的(de)發🌈展趨勢。

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