靶式流量計的工作原理基于牛頓第二定律和流體力學原理。具體過程如下:
作用力的產(chǎn)生:當介質(zhì)在測量管中流動時,由于自身的動能,靶式氣體流量計會對放置在管道中心的靶板產(chǎn)生一個沖擊力。同時,靶板對流體也有一定的節(jié)流作用,這兩種作用綜合起來形成了一個對靶板的作用力。高溫靶式流量計這個作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比,其數(shù)學表達式為:,其中是靶板所受的作用力,是流體阻力系數(shù),是靶板對測量管軸向投影面積,是工況下介質(zhì)密度,是介質(zhì)在測量管中的特征流速。
位移的產(chǎn)生:靶板受到流體的作用力后,會產(chǎn)生微量的位移。介質(zhì)的流量越大,流速越快,對靶板的沖擊力就越大,靶板的位移也就越大。
信號轉(zhuǎn)換:靶板的位移通過剛性連接的傳遞件(如靶桿)傳遞給傳感器,使傳感器的彈性體產(chǎn)生微量變化。傳感器將這種機械變化轉(zhuǎn)換為電信號,例如電容式傳感器會因靶板的位移導致電容值發(fā)生變化,或者應變片式傳感器會因彈性體的變形產(chǎn)生相應的電阻變化。平衡孔板流量計最終輸出的電信號與靶板所受的作用力相關,也就間接反映了介質(zhì)的流量大小。
通過對電信號的測量和處理,就可以得到介質(zhì)的瞬時流量和累積流量等信息。靶式流量計具有結構堅固、抗干擾能力強、可測量多種介質(zhì)等優(yōu)點,在石油、化工、冶金等行業(yè)得到了廣泛應用。
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