0引言(yan)
　　金屬(shu)管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)(以下(xia)簡稱(cheng)流量(liang)計)具(ju)有測(ce)量介(jie)質種(zhong)類多(duo)、結構(gou)簡單(dan)、穩🏃‍♀️定(ding)可🌈靠(kao)、可測(ce)中小(xiao)流量(liang)、壓力(li)損失(shi)恒定(ding)、使用(yong)壽命(ming)㊙️長、易(yi)于維(wei)護、能(neng)就地(di)指示(shi)🛀🏻流量(liang)值等(deng)特點(dian),廣泛(fan)應用(yong)于石(shi)油、化(hua)工、冶(ye)金、能(neng)源、輕(qing)工等(deng)👣工業(ye)部門(men)中的(de)流量(liang)測量(liang)。
　　該流(liu)量計(ji)屬于(yu)面積(ji)式流(liu)量計(ji),基于(yu)定壓(ya)降變(bian)節流(liu)面積(ji)測量(liang)流量(liang),如圖(tu)1所示(shi)。流量(liang)計垂(chui)🆚直安(an)裝在(zai)管道(dao)上,當(dang)流體(ti)自下(xia)而上(shang)流經(jing)錐管(guan)時,浮(fu)😍子的(de)👣前後(hou)就産(chan)生差(cha)壓。浮(fu)子在(zai)差壓(ya)作用(yong)下産(chan)生上(shang)升或(huo)下降(jiang)的位(wei)移。當(dang)使浮(fu)子上(shang)升的(de)差壓(ya)與浮(fu)子所(suo)受的(de)♻️重力(li)、浮力(li)及粘(zhan)性力(li)🐉三者(zhe)的合(he)✏️力相(xiang)等時(shi),浮子(zi)便處(chu)于💜平(ping)衡狀(zhuang)态,因(yin)此,浮(fu)子的(de)位🐕移(yi)與流(liu)量的(de)🔞大小(xiao)存在(zai)唯一(yi)的對(dui)應關(guan)系。檢(jian)測出(chu)浮子(zi)的位(wei)移大(da)📞小就(jiu)可以(yi)得到(dao)被測(ce)流體(ti)的流(liu)量值(zhi)。

　　當(dang)浮子(zi)處于(yu)靜止(zhi)位置(zhi)時,被(bei)測流(liu)體的(de)體積(ji)流量(liang)可由(you)下🧑🏾‍🤝‍🧑🏼式(shi)計算(suan):

　　式中(zhong):Q爲體(ti)積流(liu)量;a爲(wei)流出(chu)系數(shu);人爲(wei)浮子(zi)最大(da)直徑(jing)與其(qi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼同高(gao)度錐(zhui)管橫(heng)截面(mian)之間(jian)的環(huan)隙面(mian)積;g爲(wei)重力(li)✏️加速(su)度;玲(ling)爲浮(fu)子的(de)體積(ji);Pf爲浮(fu)子的(de)密度(du);P爲被(bei)測流(liu)體的(de)密度(du);A爲浮(fu)🌈子的(de)最🥰大(da)截面(mian)積。
　　當(dang)儀表(biao)的結(jie)構參(can)數确(que)定後(hou),而且(qie)雷諾(nuo)數大(da)于界(jie)限💰雷(lei)🔱諾數(shu)時,a爲(wei)☎️常數(shu),則

　　由(you)式(4)可(ke)知,流(liu)量與(yu)浮子(zi)的位(wei)移呈(cheng)非線(xian)性關(guan)系,要(yao)得到(dao)線性(xing)刻度(du)或輸(shu)出線(xian)性的(de)電流(liu)信号(hao),就必(bi)須設(she)計非(fei)線性(xing)修正(zheng)機構(gou)進行(hang)線性(xing)化。
　　目(mu)前,國(guo)内外(wai)金屬(shu)管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)采用(yong)的線(xian)性化(hua)技💃🏻術(shu)主🔴要(yao)有兩(liang)種:一(yi)是應(ying)用四(si)連杆(gan)進行(hang)非線(xian)性修(xiu)正;二(er)是利(li)用凸(tu)輪✔️進(jin)行非(fei)線性(xing)修正(zheng)。下面(mian)着重(zhong)介紹(shao)這兩(liang)種線(xian)性化(hua)技術(shu)。
1采用(yong)四連(lian)杆的(de)線性(xing)化技(ji)術
　　采(cai)用四(si)連杆(gan)進行(hang)線性(xing)化的(de)流量(liang)計工(gong)作原(yuan)理如(ru)圖🔱2所(suo)示。當(dang)被測(ce)流體(ti)自下(xia)而上(shang)流過(guo)錐管(guan)1時,浮(fu)子2就(jiu)

産生(sheng)位移(yi),浮子(zi)的位(wei)移通(tong)過磁(ci)鋼4、5的(de)禍合(he)傳給(gei)平衡(heng)杆6。此(ci)時,位(wei)移和(he)流量(liang)的關(guan)系爲(wei)非線(xian)性,必(bi)須通(tong)過連(lian)杆8、9、10進(jin)行線(xian)性化(hua)才能(neng)使指(zhi)♊針11有(you)線性(xing)流量(liang)指标(biao)。四連(lian)㊙️杆的(de)工作(zuo)原理(li)如圖(tu)3所示(shi)。

　　連杆(gan)8、9、10的長(zhang)度分(fen)别爲(wei)A、B、C,連杆(gan)8與平(ping)衡杆(gan)6固定(ding)在一(yi)起,指(zhi)針與(yu)連💰杆(gan)⁉️ro固定(ding)在一(yi)起。要(yao)求轉(zhuan)角少(shao)的變(bian)化和(he)流量(liang)Q的變(bian)化呈(cheng)線性(xing)㊙️關系(xi),這樣(yang)可用(yong)d空代(dai)替d口(kou),用da代(dai)替d人(ren)💋,代人(ren)公式(shi)(5)得

　　采(cai)用四(si)連杆(gan)進行(hang)線性(xing)化所(suo)用零(ling)件多(duo),摩擦(ca)力大(da),工作(zuo)過程(cheng)中易(yi)脫落(luo),而且(qie)調整(zheng)也比(bi)較麻(ma)煩。近(jin)年來(lai)随着(zhe)計算(suan)機輔(fu)助制(zhi)造(CAM)技(ji)術的(de)推廣(guang)應用(yong),部分(fen)生産(chan)廠家(jia)的流(liu)✌️量計(ji)開始(shi)采用(yong)凸輪(lun)進⛹🏻‍♀️行(hang)線性(xing)化。
2采(cai)用凸(tu)輪的(de)線性(xing)化技(ji)術
　　采(cai)用凸(tu)輪進(jin)行線(xian)性化(hua)的流(liu)量計(ji)工作(zuo)原理(li)如圖(tu)4所示(shi)。當✊被(bei)測♋流(liu)體自(zi)下而(er)上流(liu)過錐(zhui)管1時(shi),浮子(zi)2就産(chan)生位(wei)移,浮(fu)子的(de)位移(yi)通過(guo)磁鋼(gang)4、5的藕(ou)合傳(chuan)給平(ping)衡杆(gan)6。經過(guo)凸輪(lun)7的線(xian)性化(hua)和調(diao)整件(jian)8的傳(chuan)動,将(jiang)🔞與流(liu)量呈(cheng)線性(xing)關系(xi)的角(jiao)位移(yi)傳遞(di)給角(jiao)位移(yi)轉換(huan)器9,角(jiao)位移(yi)轉換(huan)器将(jiang)角位(wei)移信(xin)号轉(zhuan)換🔴成(cheng)與流(liu)量線(xian)性對(dui)應的(de)标準(zhun)電流(liu)信号(hao)🥰輸出(chu)遠傳(chuan)。

　　由(you)于每(mei)台流(liu)量計(ji)的錐(zhui)管和(he)浮子(zi)的加(jia)工誤(wu)差不(bu)可能(neng)一緻(zhi)👄,每台(tai)金屬(shu)管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)的流(liu)量值(zhi)p和浮(fu)子位(wei)移h的(de)作線(xian)性關(guan)系也(ye)不可(ke)能一(yi)樣,所(suo)以在(zai)實際(ji)制造(zao)時流(liu)量計(ji)的凸(tu)輪都(dou)🏒要逐(zhu)台校(xiao)驗加(jia)👨‍❤️‍👨工,設(she)口與(yu)h的非(fei)線性(xing)回歸(gui)模型(xing)爲


　　解(jie)方程(cheng)組即(ji)可求(qiu)得回(hui)歸系(xi)數僞(wei)》,a、,…an:從而(er)得到(dao)Q與h的(de)非線(xian)性關(guan)系✍️函(han)數。再(zai)根據(ju)機械(xie)傳動(dong)的幾(ji)何關(guan)系求(qiu)出💁将(jiang)p與h線(xian)性化(hua)所♋需(xu)的🌈非(fei)線性(xing)修正(zheng)曲線(xian),以上(shang)求解(jie)過程(cheng)都通(tong)過計(ji)算機(ji)編程(cheng)實現(xian)。将求(qiu)出的(de)非線(xian)性修(xiu)正曲(qu)線通(tong)過計(ji)算機(ji)控制(zhi)數控(kong)銑床(chuang)加工(gong)成🚶‍♀️凸(tu)輪,如(ru)圖5所(suo)示,即(ji)可使(shi)輸出(chu)電流(liu)與流(liu)量呈(cheng)線性(xing)關系(xi)。

　　采用(yong)凸輪(lun)進行(hang)線性(xing)化,減(jian)少了(le)零件(jian)數量(liang)和零(ling)件之(zhi)間的(de)傳動(dong)♊摩😍擦(ca)力,使(shi)金屬(shu)管轉(zhuan)子流(liu)量計(ji)的轉(zhuan)換器(qi)🏃🏻結構(gou)簡化(hua),體積(ji)❗小型(xing)化,可(ke)靠性(xing)提高(gao),使用(yong)時更(geng)加簡(jian)單、方(fang)便。借(jie)助CAM技(ji)術,使(shi)流量(liang)計的(de)校驗(yan)時間(jian)大大(da)縮短(duan),提高(gao)了儀(yi)表制(zhi)造廠(chang)的生(sheng)産效(xiao)率。開(kai)封儀(yi)表廠(chang)一采(cai)用該(gai)技術(shu)後,每(mei)台流(liu)量計(ji)的出(chu)廠校(xiao)驗時(shi)間由(you)原來(lai)的平(ping)均約(yue)40而n縮(suo)短爲(wei)25而n,同(tong)時提(ti)高了(le)産品(pin)質量(liang),産生(sheng)了較(jiao)好的(de)經濟(ji)效益(yi)。
3結束(shu)語
　　随(sui)着機(ji)加工(gong)工藝(yi)和計(ji)算機(ji)、微電(dian)子技(ji)術的(de)發展(zhan),金屬(shu)🙇🏻管🏃🏻轉(zhuan)子🔞流(liu)🔞量計(ji)的線(xian)性化(hua)技術(shu)也出(chu)現了(le)新的(de)發展(zhan)方向(xiang)。目前(qian),國外(wai)有的(de)流量(liang)計直(zhi)接将(jiang)線性(xing)化曲(qu)線通(tong)過數(shu)控加(jia)工設(she)備加(jia)工到(dao)浮子(zi)上,從(cong)而使(shi)浮子(zi)位移(yi)與流(liu)量㊙️呈(cheng)線性(xing)關系(xi)另外(wai),還出(chu)現了(le)帶微(wei)處理(li)器的(de)全電(dian)子式(shi)的流(liu)量計(ji),采用(yong)霍爾(er)傳感(gan)器檢(jian)測浮(fu)子✏️位(wei)移,由(you)微處(chu)理器(qi)通過(guo)軟件(jian)進行(hang)線性(xing)化,從(cong)而使(shi)儀表(biao)結構(gou)更🙇🏻簡(jian)化,精(jing)度更(geng)高⚽,功(gong)能更(geng)強🔞,工(gong)作更(geng)可靠(kao)。這些(xie)⭕都代(dai)表了(le)流量(liang)計🙇🏻線(xian)性化(hua)技術(shu)的發(fa)❗展趨(qu)勢。

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