本发明专利技术公开了一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，包括连接杆、上游导流罩、下游导流罩、过度件、上游涡轮转子、下游涡轮转子、锁紧螺母、导流件、主壳体、传感器组件，上游导流罩、下游导流罩分别设置于主壳体相对两端的内部，连接杆两端分别穿设于上游导流罩、下游导流罩并分别通过一个锁紧螺母对应固定，上游涡轮转子、下游涡轮转子间隔套设于连接杆上并与其转动连接，上游涡轮转子和下游涡轮转子结构相同，转向相反。本发明专利技术通过结构完全相同的上游涡轮转子和下游涡轮转子通过动量协同匹配效应可以减小振动影响，使振动的影响相互抵消；上游导流罩、下游导流罩可以稳定来流，使流量在振动条件下测量准确，本发明专利技术结构可靠，具有广阔应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计
本专利技术涉及一种测量仪器，尤其是涉及一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计。
技术介绍
飞行器在飞行过程中处于强振动载荷、强温差、高压力、强电气噪声等极端恶劣环境，其中使用的燃油流量计必须能够经受住环境的考验、能够在恶劣的条件下运行、还必须适用于极其狭窄的空间，以提供高精确、可重复的测量结果。而且随着飞行速度和高度的不断增加，燃油计量环境变得更加严酷(温度更高，振动更大)，对测量设备的要求变得更加严格(更小，更轻，更稳定，更准确)，这种极端恶劣的工作环境，特别是高达几十G的强振动载荷，使得获取高精度的燃油流量数据面临巨大的挑战。专利公开号为CN209945431U名称为“一种抗振涡街流量计”的专利：流量计壳体的一端设置有流量计入口，流量计壳体内一端固定连接涡街信号发生体，壳体的另一端上侧设置有圆孔，并在圆孔中安装有传感器。传感器只感受流体的涡街信号振动，不受管道的径向振动影响，从而达到抗振的目的。然而，上述涡街流量计抗振局限：首先，抗振方向上的局限，垂直于流动方向上的振动会导致流量失稳；其次，流量计需要很长的直管段，从而在空间狭小的地方很难应用；最后，抗振强度不足，通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。专利公开号为CN208282874U名称为“一种气体涡轮流量计”的专利，壳体通过螺栓固定流量积算仪与机芯，所述机芯由前后导流体、旋转轴和叶轮组成，此型涡轮流量计通过设置的压力传感器、流量信号传感器和温度传感器与流量积算仪之间的相互配合。然而，上述涡轮流量计存在以下缺陷：采用单涡轮的构型，振动引起的不稳定流动，导致涡轮的转速明显变化，影响流量计的精确度；叶轮采用直叶片，难以将流体动能有效转化为叶片冲击能量，对流量变化响应较低；抗振方向上的局限，垂直于流动方向上的振动会导致流量失稳；流量计需要很长的直管段，从而在空间狭小的地方很难应用。专利号为CN100342217C名称为“在不参照粘度的情况下利用涡轮流量计测量通过它的流体流量的方法和装置”。该专利首先标定Strouhal数和Roshko数之间的关系，将前后涡轮的频率带入公式Roc＝(f1+f2)/v*(1+2a(Top-Tref))，得出Roc，再过Strouhal数和Roshko数标定表，查出对应的组合Strouhal数。用公式Stc＝(f1+f2)/q*(1+3a(Top-Tref))反算出流量q的值。从而到达在不参照粘度的情况下得出流体流量。专利号为CN204313891U，名称为“一种自校准双叶轮涡轮流量计”，该专利前后叶轮具有子校准及平衡作用，提高了可测流量上限，拓展了流量计轴承使用寿命。但是，上述两项专利只公开了如何通过叶轮转速反算流量，均没有考虑减小振动影响，导致这种结构无法在强振动环境下使用。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，解决当前飞行器在高速飞行时处于强振动干扰下的高精度流量计量问题，保证精度，使其能够适用于恶劣的航空飞行环境。技术方案：一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，包括连接杆、上游导流罩、下游导流罩、过度件、上游涡轮转子、下游涡轮转子、锁紧螺母、导流件、主壳体、传感器组件，主壳体内部设有凸字型腔体，上游导流罩、下游导流罩分别设置于主壳体相对两端的内部并分别与其内壁固定，连接杆两端分别穿设于上游导流罩、下游导流罩并分别通过一个锁紧螺母对应固定，上游涡轮转子、下游涡轮转子间隔套设于连接杆的外周面上并与其转动连接，导流件在上游涡轮转子与下游涡轮转子之间套设于连接杆上，上游涡轮转子和下游涡轮转子相背端分别设有一个过度件，两个过度件套设于连接杆上，传感器组件与主壳体的第三端部连接并与其腔体连通，上游涡轮转子和下游涡轮转子结构相同，转向相反。两个过度件以及一个导流件均与对应的上游涡轮转子、下游涡轮转子之间具有一定的间隙，从而保证三者在安装后不影响上游涡轮转子、下游涡轮转子的正常转动。进一步的，上游涡轮转子和下游涡轮转子分别通过轴承与连接杆转动连接。最佳的，轴承为陶瓷球轴承或红宝石轴承。此类轴承圆度高、抗腐蚀性能好、硬度性能好。进一步的，上游涡轮转子和下游涡轮转子的外周设有一圈叶片，叶片形状为螺旋叶片，叶片数量为6～8个。上游涡轮转子、下游涡轮转子的轮毂和叶片结构相同且轴向对称，目的是为了流量计内部流动中产生一个方向相反、动态过程相同的非稳态流动结构，使上游涡轮转子的旋转叶片的受迫振动和边界层流动的动量与下游涡轮转子的旋转叶片的动量协同匹配，从而可以减弱或抵消振动对流体的影响。进一步的，上游导流罩为断截面呈十字形或Y字形的板状结构，连接杆穿设于上游导流罩的中心部，上游导流罩的厚度d2与上游涡轮转子轮毂直径d1的关系为d1/5≤d2≤d1/3，其长度L1与主壳体的流道内径d3的关系为d3≤L1≤2d3，从而使得稳定来流和出流的效果最佳，上游导流罩与过度件之间的间距为L2，L2≥L1/2，使得流体在流过上游导流罩的尾流时不会影响上游涡轮转子的运动，下游导流罩结构与上游导流罩结构相同。进一步的，过度件的外轮廓呈半球形，其平面端直径与上游涡轮转子轮毂直径d1相等，并分别贴合上游涡轮转子和下游涡轮转子。目的是避免产生渐扩结构，其厚度L3为最小额定流量下不产生回流的厚度，从而可以避免引起回流，避免流量计受迫振动影响回流的状态导致流动失稳，使流量测量准确。进一步的，导流件为圆柱体，连接杆穿设于导流件的中心，其直径与上游涡轮转子轮毂直径d1相同，目的是避免产生渐扩结构，其厚度L4大于或等于上游涡轮转子轮毂直径d1，参数d1和L4设定的目的为避免引起回流，从而避免流量计受迫振动影响回流的状态导致流动失稳，使流量测量准确。进一步的，主壳体相对两端分别通过螺纹或法兰与外部管道相连。进一步的，传感器组件包括传感器壳体、嵌入式传感线圈、热敏电阻，嵌入式传感线圈设有两个，两个嵌入式传感线圈及热敏电阻分别与传感器壳体的内端壁连接，三者连接点的连线呈三角形，传感器壳体与主壳体的第三端部连接，使两个嵌入式传感线圈以及热敏电阻插入主壳体的腔体中，三者的感应端分别朝向连接杆的外周面。最佳的，嵌入式传感线圈为电磁传感器或电涡流传感器，热敏电阻材料为NTC，可以测量-150℃～400℃的温度。通过热敏电阻测量流体温度，使本流量计可以测量宽温域的流量数据。通过电磁传感器或电涡流传感器提供更好的线性度和更宽的调节范围以及更高的量程能力，感应两个涡轮转子叶片并产生脉冲输出。为了在变化的温度条件下执行此操作，布线线圈和软钎焊/钎焊必须能够承受通常高达400℃的过程温度。嵌入式传感线圈通过流体产生转动切割磁感线自主产生电，不需要电源，从而在涡轮转子上产生电磁制动效果，该电磁制动效果在低流量时会被检测到。模块化的嵌入式传感线圈需要功率，但不影响涡轮转子的旋转，从而提供更好的线性度和更宽的调节范围以及更低的量程能力。本流量计采用结构完全相同的上游涡轮转子和下游涡轮转子通过动量协同匹配效应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：包括连接杆(1)、上游导流罩(2)、下游导流罩(3)、过度件(4)、上游涡轮转子(5)、下游涡轮转子(6)、锁紧螺母(8)、导流件(9)、主壳体(10)、传感器组件，主壳体(10)内部设有凸字型腔体，上游导流罩(2)、下游导流罩(3)分别设置于主壳体(10)相对两端的内部并分别与其内壁固定，连接杆(1)两端分别穿设于上游导流罩(2)、下游导流罩(3)并分别通过一个锁紧螺母(8)对应固定，上游涡轮转子(5)、下游涡轮转子(6)间隔套设于连接杆(1)的外周面上并与其转动连接，导流件(9)在上游涡轮转子(5)与下游涡轮转子(6)之间套设于连接杆(1)上，上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)相背端分别设有一个过度件(4)，两个过度件(4)套设于连接杆(1)上，传感器组件与主壳体(10)的第三端部连接并与其腔体连通，上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)结构相同，转向相反。/n
【技术特征摘要】
1.一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：包括连接杆(1)、上游导流罩(2)、下游导流罩(3)、过度件(4)、上游涡轮转子(5)、下游涡轮转子(6)、锁紧螺母(8)、导流件(9)、主壳体(10)、传感器组件，主壳体(10)内部设有凸字型腔体，上游导流罩(2)、下游导流罩(3)分别设置于主壳体(10)相对两端的内部并分别与其内壁固定，连接杆(1)两端分别穿设于上游导流罩(2)、下游导流罩(3)并分别通过一个锁紧螺母(8)对应固定，上游涡轮转子(5)、下游涡轮转子(6)间隔套设于连接杆(1)的外周面上并与其转动连接，导流件(9)在上游涡轮转子(5)与下游涡轮转子(6)之间套设于连接杆(1)上，上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)相背端分别设有一个过度件(4)，两个过度件(4)套设于连接杆(1)上，传感器组件与主壳体(10)的第三端部连接并与其腔体连通，上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)结构相同，转向相反。
2.根据权利要求1所述的一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)分别通过轴承(7)与连接杆(1)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：轴承(7)为陶瓷球轴承或红宝石轴承。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：上游涡轮转子(5)和下游涡轮转子(6)的外周设有一圈叶片，叶片形状为螺旋叶片，叶片数量为6～8个。
5.根据权利要求1所述的一种抗振动冲击的双涡轮转子流量计，其特征在于：上游导流罩(2)为断截面呈十字形或Y字形的板状结构，连接杆(1)穿设于上游导流罩(2)的中心部，上游导流罩(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈满堂，周伟星，昝浩，
申请(专利权)人：陈满堂，周伟星，昝浩，
类型：发明
国别省市：北京;11
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