Đồng hồ đo lưu lượng rotor ống kim loại là một dụng cụ điển hình để đạt được phép đo lưu lượng dựa trên cân bằng động lực của rôto với đường hình học ống hình nón. Nguyên tắc cốt lõi của nó có thể được tóm tắt như sau: Khi chất lỏng chảy từ dưới lên qua ống hình nón được gắn thẳng đứng, nó tạo ra lực tác động lên rôto bên trong (phao), rôto đạt được cân bằng động lực dưới tác động chung của trọng lực, nổi và lực tác động của chất lỏng, và chiều cao lơ lửng của nó tương ứng tuyến tính với dòng chảy. Quá trình này chuyển đổi tín hiệu dòng chảy thành tín hiệu cơ học hoặc điện có thể đọc trực quan thông qua sự phối hợp của dịch chuyển rôto với các đường ống hình nón.

Cơ chế cân bằng động lực rotor

Trạng thái chuyển động của rôto được xác định bởi ba lực:

Lực tác động của chất lỏng: tăng cường với tốc độ dòng chảy tăng lên, là động lực chính để đẩy rôto lên;

Nổi: liên quan đến mật độ chất lỏng, hỗ trợ điều chỉnh vị trí cân bằng khi mật độ môi trường thay đổi;

Trọng lực: Trọng lượng riêng của rôto, cung cấp lực ổn định xuống.

Khi dòng chảy tăng lên, việc nâng tốc độ dòng chảy dẫn đến tăng cường lực va đập, rôto tăng dọc theo trục ống hình nón, và khu vực lưu thông vòng sau đó được mở rộng, và tốc độ dòng chảy giảm dần cho đến khi ba lực được cân bằng lại; Lưu lượng giảm giờ thì chuyển động ngược. Quá trình điều chỉnh động này truyền dịch chuyển rôto đến chỉ báo bên ngoài thông qua công nghệ ghép nối từ tính, cho phép chuyển đổi tín hiệu không tiếp xúc, tránh mài mòn cơ học và nâng cao độ tin cậy.

Logic thiết kế đường ống hình nón

Đường hình nón (thường là đường cong mũ hoặc nón tuyến tính) là chìa khóa để tuyến tính hóa dòng chảy:

Dụng cụ đường kính nhỏ sử dụng nhiều độ côn tuyến tính, cấu trúc đơn giản và tỷ lệ phạm vi vừa phải;

Độ côn theo cấp số nhân thường được chọn cho các thiết bị đo đường kính lớn. Bằng cách tối ưu hóa phân bố góc hình nón, sự dịch chuyển của rôto và dòng chảy có mối quan hệ tuyến tính nghiêm ngặt, đơn giản hóa quy trình đánh dấu.

Đường kính đầu dưới của ống hình nón nhỏ hơn, có thể nâng tốc độ dòng chảy khi lưu lượng nhỏ và tăng cường độ nhạy phản ứng của rôto; Đường kính phía trên mở rộng thì giảm áp suất dưới lưu lượng lớn. Ngoài ra, các bức tường bên trong của ống hình nón được hướng dẫn bằng thanh dẫn hướng hoặc thiết kế gân góc dẫn hướng, đảm bảo chuyển động ổn định của rôto và tránh kẹt nghiêng, đồng thời giảm ảnh hưởng của ma sát chất lỏng đối với độ chính xác của phép đo. Đối với môi trường ăn mòn, ống hình nón và rôto sử dụng vật liệu hastelloy hoặc lót PTFE; Việc bổ sung lớp cách nhiệt trong điều kiện làm việc nhiệt độ cao phản ánh khả năng thích ứng của thiết kế đường hình đối với điều kiện làm việc phức tạp.