流量仪表知识讲座

1、流量测量仪表流量测量仪表 基础知识讲座基础知识讲座严东宁严东宁 需要掌握的知识要点需要掌握的知识要点 一、搞清楚流量计仪表的分类 二、掌握几种常见流量计的工作原理、安装、日常维护注 意事项 A、节流件变送器测流量 B、金属转子流量计 C、电磁流量计 D、质量流量计 流量仪表应用的领域流量仪表应用的领域 涉及我们公司的（掌握）： 一、工业生产过程控制 主要是用于过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数 量的总量表。 二、能源计量 主要是便于科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益 的重要手段。 三、环境保护工程 主要是控制烟气、污水的定量排放 不涉及到我们公司的（了解）： 交通运输、生物技术、科

2、学试验、海洋气象江河湖泊 流量计的分类流量计的分类 一、按测量原理分类一、按测量原理分类 （1）力学原理：属于此类原理的流量计有差压式、浮 子式等 （2）热学原理：应用热学原理测量流量的有热量式等 （3）声学原理：比如超声波流量计 （4）电学原理：电磁流量计 （5）光学原理：应用光学原理测量的有激光式 二、按测量方法和结构分类：二、按测量方法和结构分类： （1）、差压式流量计。差压式流量计是根据安装于管 道中流量检测件产生的差压、已知的流体和检测件与管 道的几何尺寸来推算流量的仪表。 （2）、浮子流量计。又称转子流量计，是变面积式流 量计。在一根由下向上的垂直管道中，圆柱横截面的浮 子的重力是

3、由流体动力承受的，从而使浮子在管内上升 或下降。浮子的指示就是流量的大小。 （3）涡轮流量计。是一种速度式流量计。它采用多叶 片的转子（涡轮）感受流体平均流速从而推导出流量或 总量。 （4）电磁流量计。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定 律制成的一种测量导电性液体的仪表。 （5）涡街流量计。涡街流量计是在流体中安放一个非流 线型漩涡发生体（阻流体），流体在发生体两侧交替分离 释放出两串规则地交替排列的漩涡。检测出漩涡的频率就 可以测得流量 （6）超声流量计。通过检测流体流动对超声束（超声脉 冲）的作用以测量流量的仪表。 （7）热式流量计。利用流体流动与热源对于流体传热量 的关系来测量流量的仪表。

4、 三、按测量体积流量和质量流量分类三、按测量体积流量和质量流量分类 （1）、体积流量计。流量计检测件的输出信号反映体积流量， 由以下几类：电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、超声流 量计、标记法流量计。这些流量计的输出信号与管道中流体的 平均流速或体积流量成一定关系，是放映真实体积流量的流量 计。 （2）、质量流量计。可以分为两种：直接式质量流量计或间 接式（推导）质量流量计。 直接式质量流量计：科里奥利质量流量计。 流量计检测件的 输出信号直接反映流体的质量流量。 间接式(推导）质量流量计：3095质量流量计。测出了体积流 量，再测出与体积流量和密度有关的介质温度、压力等有关参 数，通过公式

5、自动进行换算得到介质的质量流量。 孔板测差压流量计孔板测差压流量计 孔板差压变送器孔板差压变送器 工作原理工作原理 差压式流量计根据伯努利能量方程，在流体中安装节流件产生差压，通过测 量差压来间接确定流体流量的流量计。 原理：充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，流束将在节流件处形 成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了差压。 流体流量愈大，产生的差压愈大，这样可依据差压来衡量流量的大小。这种 测量方法是以质量守恒定律和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的。压差 的大小与流量有关。 差压式流量计的组成：差压式流量计的组成： 1、定义：由节流件、连接管路和差压变送器组成

6、一体统称 为差压流量计。 2、组成自动检测方框图 3、名词解释 节流件：为了测量管道中流体的流量，在直线管道中设置 使流束产生局部收缩的装置。也称为节流装置。 显示仪表 节流元件连接导管差压变送器 安装要求安装要求 1、一般原则：被测流体为液体时，防止气体进入导压管； 被测流体为气体时，应防止水或脏物进入导压管。 2、具体要求： （1）节流件入口端面要与管道轴线垂直，其偏差不得超过 1度。 （2）必须保证节流件与管道同心 （3）采用已知热膨胀系数的材质制造管道和节流件，保证 能自由膨胀，避免变形 （4）加紧节流件的密封垫片，其厚度一般为0.5mm1mm， 不得突入到管道内壁 （5）管口与法兰密

7、封面应对齐 安装要求安装要求 （6）节流件装置的安装和使用的管段和管件连接不得有任 何突变 （7）对新安装管路系统必须在管道中冲洗后在进行节流件 的安装 （8）节流件一般安装在水平管道上，特殊情况下（如气体） 也可以垂直安装。 （9）对于测量精度要求较高的场合，最好将节流件与上游 8D的距离，下游2D的距离，带法兰连接的直管段应该先预 装，检验合格后在装入管道中。 差压式流量计日常维护及注意事项差压式流量计日常维护及注意事项 1、检查节流件装置、截止阀、引压管、仪表阀及接头是否 有泄漏和腐蚀情况 2、定期排污（水、污物、残留气体等），保证引压管畅通， 减少附件误差，测量气体时表中无水，测量液体

8、时表中无 气 3、检查现场变送器显示与控制室微机（二次表）显示是否 一致，判断测量是否准确 4、有温度、压力补偿的流量计，检查其温度、压力是否正 常 差压式流量计日常维护及注意事项差压式流量计日常维护及注意事项 5、对于蒸汽流量检测，应保证冷凝液不致排空 6、对于液氨、氯气等有毒介质，现场检查应防中毒，排污 时，人站上风口 7、注意控制流量平稳，在规定的量程范围内稳定运行，发 现超过量程上限，应及时进行校验修正，避免长期过载 8、冬季使用时，应做好引压管的保温，防止冻结 常见故障及处理方法常见故障及处理方法 一、显示偏低 （1）检查零位，若有漂移则重新标定 （2）正压室是否有泄漏或气泡 （3）

9、平衡阀是否内漏，关紧平衡阀 （4）有温度补偿，查温度是否偏低 二、显示偏高 （1）检查零位，查零位是否漂移，重新标定 （2）负压室是否有泄漏或气泡 （3）有温度补偿的，查看温度是否偏高 常见故障及处理方法常见故障及处理方法 三、显示跳变 （1）检查引压管是否有堵塞现象或阀门漏 （2）检查接线端子是否有接触不良的情况 （3）变送器坏，下线维修或用另外一台代替 （4）附近有干扰源，排除或屏蔽 （5）管道内出现气、液两相流，调整工艺或改变安装位置 （6）工艺本身波动很大 金属转子流量计金属转子流量计 金属转子流量计金属转子流量计 工作原理工作原理 金属转子流量计由两个部件组成，转 子流量计一件是从下

10、向上逐渐扩大的 锥形管；另一件是置于锥形管中且可 以沿管的中心线上下自由移动的转子。 转子流量计当测量流体的流量时，被 测流体从锥形管下端流入，流体的流 动冲击着转子，并对它产生一个作用 力（这个力的大小随流量大小而变 化）；当流量足够大时，所产生的作 用力将转子托起，并使之升高。同时， 被测流体流经转子与锥形管壁间的环 形断面，从上端流出。当被测流 体 流动时对转子的作用力，正好等于转 子在流体中的重量时（称为显示重 量），转子受力处于平衡状态而停留 在某一高度。分析表明；转子在锥形 管中的位置高度，与所通过的流量有 着相互对应的关系。因此，观测转子 在锥形管中的位置高度，就可以求得 相应的

11、流量值。 安装注意事项安装注意事项 1、 流量计必须垂直安 装，所测流体自下而上 流经锥管，进出口保证 有5倍仪表口径的直管段 ，对于新安装的管路， 流量计安装前应将管道 冲洗干净。 2、 在流量计上游应安 装阀门，在下游510倍 仪表口径处安装流量调 节阀。对于小口径仪表 在上游应安装过滤器， 若被测介质中含有磁性 物质，则应在流量计前 安装磁过滤器。 过滤 器 安装注意事项安装注意事项 3、 为便于检修和更换流量计，在仪表安装时需接旁道 管路。 4、 金属转子流量计需要定期清洗，尤其当被测介质较 脏时，更应及时清洗管子与浮子。 5、由于仪表是通过磁耦合传递信号的，所以为了保证仪 表的性能，

12、安装周围至少10cm处，不允许有铁磁性物质 存在 电磁流量计（分体式）电磁流量计（分体式） 电磁流量计（一体化）电磁流量计（一体化） 工作原理工作原理 电磁流量计的基本原理 是法拉第电磁感应定律， 即导体在磁场中切割磁 力线运动时在其两端产 生感应电动势。如图， 导电性液体在垂直于磁 场的非磁性测量管内流 动，与流动方向垂直的 方向上产生与流量成正 比例的感应电动势，仪 表检测到此电动势就可 以测得介质的流量。 电磁流量计的优点电磁流量计的优点 （1）电磁流量计的测量通道是一段无阻流检测元件的光滑直 管，因不易阻塞适用于测量含有固定颗粒或纤维的液固二相 流体。 （2）电磁流量计不产生因检测流量

13、所形成的压力损失，仪表 的阻力仅是同一长度管道的沿程阻力，节能效果显著，对于 要求低阻力损失的大管径供水管道最为适合。 （3）电磁流量计测得的体积流量，不受流体密度、粘度、温 度、压力和电导率变化有明显的影响。 （4）与孔板相比，前后直管段要求比较低。 （5）可以测正反双向流量 （6）测量范围度大，通常为20：150：1，可选流量范围宽。 （7）仪表输出本质上是线形的。 （8）易于选择与流体接触件的材料品种，可应用于腐蚀性流 体。 电磁流量计的缺点电磁流量计的缺点 （1）不能测电导率很低的液体（小于20us/cm） （2）不能测量气体、蒸汽和含有较多加大气泡的液体 （3）衬里材料和电气绝缘材料

14、限制，不能用于较高温度的 液体；有些型号仪表用于过低室温的液体，因测量管道外 凝露会破坏绝缘。 （4）容易受外界电磁干扰影响。 （5）前后有一定长度的直管段要求。 电磁流量计的安装要求电磁流量计的安装要求 （1）变送器可以垂直、 水平、倾斜安装，但应保 证满管条件，即应安装在 任何时候测量导管内部都 能充满液体的地方。最好 垂直安装，使液体自下而 上流经仪表，如不能垂直 安装，也可水平安装，但 要使两电极在用一水平面 上。 （2）对于含颗粒装固体 较多的混合物时，应垂直 安装，使衬里不受磨损， 水平安装会造成局部磨损。 电磁流量计的安装要求电磁流量计的安装要求 （3）变送器上游侧应有不小于5D

15、的直管段，当有阀门、扩大管时 应加长到10D。上游的截止阀应全开，不能全开时，阀应按截止阀 和电极轴成45角设置。调节阀应安装在下游侧。 没有直 管段 安装满 足要求 电磁流量计的安装要求电磁流量计的安装要求 （4）流量计安装要避免在测量时带有气泡或者被抽真空，造成测 量误差。 电磁流量计的安装要求电磁流量计的安装要求 （5）变送器要远离磁源，不能有振动。 （6）仪表提供的专用屏蔽电缆，不得用其他电缆代用；信号线、 励磁线要分开。 （7）变送器和转换器必须使用同一相电源，否则由于检测信号 反馈信号相差120相位，致使仪表不能正常工作。 （8）变送器外壳、屏蔽线、测量导管以及变送器两端的管道都要

16、 接地，并要单独设置接地点，不能于运转设备的地接在一起。因为 电磁流量计信号较弱，满量程时仅2.58mV ，流量很小时，仅几微 伏，外界略有干扰就会影响测量精度。 （9）为防止流体扰动，扩大管的圆锥角应小于15。 电磁流量计的日常维护电磁流量计的日常维护 （1）按照安装使用说明书 正确接线。 （2）对接电极的判断 A、对于同一介质来说，1和 2，1和3内阻应该平衡。一 般来说，内阻在2080K， 远超过80K，可以判断电 极故障（污染或是坏了）， 或者1和2，1和3之间内阻于 极不平衡，则可以判断电极 故障。 B、7和8接励磁线圈，其内 阻在100125 C、1和7，1和8两处的电阻 是否大于

17、20M欧姆（用500V 摇表）否则认为绝缘有问题 电磁流量计的日常维护电磁流量计的日常维护 （3）、对电极污染后如何 清洗 A、将2，3拆除，将励磁线 （7，8）接在2，3电极上 通电25分钟，加电压进 行电离清洗。 B、若不行，则拆下传感器， 用刮刀轻轻清洗电极上的 污物 （4）零点的标定 A、满管静止的流体在表头 上直接标定 B、将2，3线拆除，短接两 线，在表头上即可标定零 点。 质量流量计质量流量计 科氏力质量流量计工作原理科氏力质量流量计工作原理 驱动器在外加交变电压的作用下产生交变力，使两根测量管开始一开一合的 振动，相当于两根测量管按相反的方向以一定的频率摆动，传感器1和传感器 2与驱动器的作用相反，它们分别用来检测两根测量管的振动频率，并输出与 频率对应的交变电信号。当被测介质流经测量管时，出口侧的振动相位就会 超前于进口侧相位，相位差的大小与流经测量管的介质质量流量成正比，与 介质的温度