涡轮流量计标定装置及测量电路设计
图 2-2 传感器壳体结构图
图2-3是传感器的盖子，图中左侧上图为盖子的主视剖视图，左侧下图为盖子的俯视图，右侧则为盖子的左视图。它的各个几何参数都在图中已经注出。材质可选择与传感器的壳体相同。盖子的作用是固定轴，使叶轮绕轴转动，并且还起到防止其他外界因素干扰叶轮转动及防止漏油。
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图2-3是传感器的盖子
图 2-4 是传感器叶轮和轴的结构图。叶轮一般由高导磁性材料制成，是传感器的检测部件。它的作用是把流体动能转换成机械能。叶轮有直板叶片、螺旋叶片和丁字形叶片等几种，亦可用嵌有许多导磁体的多孔护罩环来增加一定数量叶片涡轮旋转的频率。叶轮由支架中轴承支承，与壳体同轴，其叶片数视口径大小而定。叶轮几何形状及尺寸对传感器性能有较大影响，要根据流体性质、流量范围、使用要求等设计，叶轮的动态平衡很重要，直接影响仪表的性能和使用寿命。
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图 2-4 是传感器叶轮和轴
轴与轴承通常选用不锈钢或硬质合金制作，它支承和保证叶轮自由旋转，需要有足够的刚度、强度和硬度、耐磨性，耐腐性等，它决定着传感器的可靠性和使用期限。传感器失效通常是由轴与轴承引起的，因此它的结构与材料的选用以及维护是很重要的。
我国目前一般采用变磁阻式信号检测放大器，它由永久磁钢、导磁棒（铁芯）、线圈等组成。它的作用是把涡轮的机械转动信号转换成电脉冲信号输出。信号检测放大器安装在涡轮叶片的正上方，流体流过时，冲击叶轮旋转。叶片处在永久磁钢的正下方时，磁路的磁阻最小；当两个叶片中间的间隙处在永久磁铁的正下方时，磁路的磁阻最大。叶轮在流体的冲击下旋转，不断地改变磁路的磁阻，使永久磁钢外的线圈中产生变化的感生电势，送入放大整形电路，变成脉冲信号。脉冲信号的频率与管道中流体的流量成正比。
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9 试验系统的建立与选择
本章介绍了微小流量定常流测量方法，根据微小流量测量的特点，分别设计了静态质量法、动态质量法并指出了定常流条件下微小流量测量存在的问题。
9.1 微小流量的定常流测量原理
如图3.1所示，测量容器的过流断面面积为A，被测试件的过流端面面积为a，测试段液体体积为V。试验时，测量容器中水头H保持为定值，以保证被测试件2处的压差为定值，故2处的流动为不随时间变化的定常流。为保证H为定值，则需测量容器上部一直处于溢流状态，也可以采用加恒值气压的方法保证2处的压差为定值，但需要恒值气源，设备复杂，成本高。根据流量的定义，测量在一定时间段t内流入计量容器(量杯)内的液体体积V或质量M即可得到体积流量：
Qv?V或质量流量：
?t （3.1）
Qm?M?t （3.2）
图3.1定常流流量测量原理图
1.测量容器 2.被测试件 3.计量容器(量杯)
9.2 静态质量法液体微小流量测量装置
对于流量的测量，静态质量法液体流量标准装置可以达到最高的精度，当需要高精确度的微小流量测量时，可以参照静态质量法液体流量标准装置的原理来设计微小流量测量装置。
静态质量法是指在静止状态下，称量一段时间内容器中的液体质量，从而计算出质量流量。静态质量法液体微小流量测量装置典型结构如图2.7所示，由稳压源、计量容器或称重装置、截止阀(或单向阀)、换向器、计时器和管路系统等组成。其工作原理为:先将水用水泵3打入置顶液箱6中，水注满后，液体由溢流堰5溢流，经过泄漏管8回水池1。为保证被试件处为定常流动，整个试验过程中置顶液箱6一直处于溢流
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状态。试验开始时，打开截止阀(或顶开单向阀)9，换向器液流流入泄漏管巧方向，此时称重容器的质量为初始值M0，当流量稳定后，启动换向器，使得换向器液流流入称重容器13，同时计时器触发机构12触发计时器启动计时。当达到预定的液体重量时，换向器自动换向，使换向器液流流入泄漏管径的方向，并同时停止计时器，记录此时称重容器的质量M和计时器的测量时间T，则实际质量流量为
Qm?M?M0 （3.3）
TM?M0 （3.4）
?T由质量流量换算为体积流量时，可由下式计算
Qv?Qm??在微小流量测量时，为了不降低测量质量的电子秤的准确度，测量的时间T必须足够长，这使得测量效率降低;要得到被检流量计的体积流量，还须经过质量与体积的换算，这样又会引入密度测量的误差;由于称量的容器处于空气中，砝码密度和水的密度不同，受到的浮力不同，故存在浮力修正问题。
图2.7静态质量法液体微小流量测量装置
1.水池 2.进水管 3.水泵 4.上水管 5.溢流堰 6.置顶液箱 7.测量容器 8、15、16.泄漏管 9.截止阀(或单向阀) 10.被试工件 11.换向器 12.计时器触发机构 13.称重容器 14.电子秤
17.放水阀
9.3 动态质量法液体微小流量测量装置
动态质量法是指在液体流入到称量容器的流动过程中，称量一段时间内容器中的液体质量的增量，从而计算出流量。如图2.8为采用杠杆触发结构的动态质量法测量装置。
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