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DN40 涡轮流量传感器改进


文章日期:2017-11-26|阅读数:


  为了进一步说明对叶轮叶片进行切角改变对传感器测量特性的影响。对DN40 的液体涡轮流量传感器的叶轮叶片进行后切角处理,并对 DN40 涡轮叶片做切角处理前后的仪表分别在上海信东仪器仪表有限公司(下文简称:上海信东公司)的粘度实验室进行了多粘度实流试验。做切角处理前后 DN40 叶轮结构实物对比见图 4-2, DN40 涡轮流量传感器样机实物见图 4-3,上海信东公司粘度实验装置全景图见 4-4,粘度实验温度控制柜见图 4-5,粘度实验流体流速控制柜见图 4-6,粘度实验操作平台及标准表显示器见图 4-7,DN40 涡轮流量计实验安装图见图 4-8。 
图 4-2 DN40 叶轮做切角处理前后对比图
图 4-3 DN40 涡轮流量传感器样机实物图
图 4-3 DN40 涡轮流量传感器样机实物图 
图 4-4 上海信东公司粘度实验装置全景
图 4-4 上海信东公司粘度实验装置全景 
图 4-5 粘度实验温度控制柜                     图 4-6 粘度流体流速控制柜               图 4-7 粘度实验操作平台及标准表显示器          图 4-8 DN40 涡轮实验安装图

图 4-5 粘度实验温度控制柜                     图 4-6 粘度流体流速控制柜               图 4-7 粘度实验操作平台及标准表显示器          图 4-8 DN40 涡轮实验安装图


DN40 的涡轮改进实验研究:
  实验所用测量介质为三菱 FBK32 号透平油,实验介质是由本次实验装置的建造方日本三菱公司提供,实验所用介质三菱 FBK32 号透平油的物理特性由三菱公司测量并提供。实验介质物理特性见表 4-3。本次实验采用标准表法,标准表为0.5 级椭圆齿轮流量计,实验时由图 4-6 所示的流速控制柜来调节实验所需流速,通过图 4-6 中所示的温度控制柜控制介质温度来达到调节介质粘度的目的,并通过图 4-7 中的标准表显示器读取实验时的流量值。实验介质温度范围为 15℃至60℃。实验流量范围 2-20m3/h。 
表 4-3 三菱 FBK32 号透平油的物理特性

  测试仪表竖直安装在卡表器中间,如图 4-8 所示。测试仪表由独立+12V 电源供电,输出脉冲通过基于 lab VIEW 的脉冲采集程序获得。实验过程中,脉冲采集以 30 秒为周期,得到 30 秒时间输出脉冲总数 Ni(i=1,2,3),同时连续读取8 次标准表读数,取 8 次读数的平均值作为标准表的测量值 qvi,由公式(4-1)计算仪表系数 Ki 30viiiqNK。
  依据中华人民共和国机械行业标准 JB/T 9246-1999[49]计算仪表的平均仪表系数、重复性和线性度误差,实验所做切角处理的 DN40 涡轮流量传感器粘度实验数据见表 4-4。未做切角处理的 DN40 涡轮流量传感器粘度实验数据见表 4-5。 
表 4-4 DN40(带切角)涡轮流量传感器粘度实验数据
表 4-4 DN40(带切角)涡轮流量传感器粘度实验数据 
表 4-5 DN40(未切角)涡轮流量传感器粘度实验数据

表 4-5 DN40(未切角)涡轮流量传感器粘度实验数据

  根据上面的实验结果,给出 DN40 涡轮流量计叶轮叶片结构改变前后仪表的线性度误差与介质粘度关系的曲线,见图 4-9。 

图 4-9DN40 涡轮叶片切角前后测量线性度误差与粘度变化关系
  通过对实验数据的分析,以及由图 4-9 可见,对叶轮叶片进行切角处理后,DN40 涡轮流量传感器对于被测介质粘性的变化的敏感度有比较明显的降低。 
 
小结:
  通过对 DN10 与 DN40 的涡轮流量传感器在之前的叶片形状下进行后切角处理,并对做完切角处理后的仪表进行实流试验。对 DN10 涡轮流量计进行水流量实验,对 DN40 涡轮流量计进行多粘度实验,并分别与未做切角的仪表实验数据进行比较,得到以下结论。 :进行切角处理后的涡轮流量计,与未做切角处理的涡轮流量传感器在相同测量条件下得到的仪表系数相比偏小。 第二:进行切角处理后的涡轮流量计,与未做切角处理的涡轮流量计相比在进行多粘度实验时,其测量线性度误差减小。即对涡轮流量传感器做切角处理以后,测量介质粘度对其测量性能的影响有明显改善。 本实验结果是在一种探索性研究的基础上得到,不能说明一定的普遍性。对此实验结果仍然需要大量的实流试验,并借助数值仿真的方法进行更为全面和系统的研究。 
 
相关资料:
DN10涡轮传感器改进


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