第六章 流量测量

1、 罗茨罗茨 涡街流量计涡街流量计 （a a）圆柱体；圆柱体； （b b）等边三角形柱体等边三角形柱体 涡街流量计的传感器涡街流量计的传感器 涡街流量计的传感器涡街流量计的传感器 涡街流量计的传感器涡街流量计的传感器 涡轮流量计涡轮流量计 涡轮流量计涡轮流量计 涡轮流量计的导流器和叶轮涡轮流量计的导流器和叶轮 涡轮流量计涡轮流量计 涡轮流量计的导流器和叶轮涡轮流量计的导流器和叶轮 超声波流量计超声波流量计 差压式流量计差压式流量计 毕托管毕托管 威力巴（威力巴（VerabarVerabar）流量计）流量计 由美国由美国VerisVeris公司研制推出的一种产品。适用于大公司研制推出的一种产品。适

2、用于大 口径煤气、烟道气、电厂风流量测量。该套流量计是口径煤气、烟道气、电厂风流量测量。该套流量计是 由威力巴探头和计算显示单元构成，具有测量范围宽由威力巴探头和计算显示单元构成，具有测量范围宽 、压力损失小（压损仅为最大差压的、压力损失小（压损仅为最大差压的3%3%，高效节能），高效节能） 、防堵性好、不断气检修、不易结污、可在线清洗等、防堵性好、不断气检修、不易结污、可在线清洗等 特点。特点。 翼形动压管翼形动压管 是火力发电厂目前测量大口径矩形管道送风流量是火力发电厂目前测量大口径矩形管道送风流量 普遍应用的一种传感装置，一般应根据使用工况而具普遍应用的一种传感装置，一般应根据使用工况而

3、具 体设计安装，还未达到标准化的程度。体设计安装，还未达到标准化的程度。 翼形动压管与皮托管相比，对同样的流速，前者翼形动压管与皮托管相比，对同样的流速，前者 输出的差压是后者的输出的差压是后者的4 4倍。其灵敏度高，输出大，有利倍。其灵敏度高，输出大，有利 于信号的转换，有利于提高抗干扰的能力和测量精确于信号的转换，有利于提高抗干扰的能力和测量精确 度。度。 弯管流量计弯管流量计 内锥流量计内锥流量计 内锥流量计源于美国内锥流量计源于美国麦克罗米特麦克罗米特(McCrometer)公司，因其公司，因其 节流部件呈圆锥形，英文名称为节流部件呈圆锥形，英文名称为V-Cone Flowmeter，

4、引入，引入 我国后被称为内锥流量计，也有人称为我国后被称为内锥流量计，也有人称为V型锥流量计。型锥流量计。 质量流量计质量流量计 质量流量计通常可分为两大类：质量流量计通常可分为两大类： 直接式质量流量计直接式质量流量计 间接式间接式推导式推导式质量流量计质量流量计 直接式质量流量计直接输出与质量流量相对应的信直接式质量流量计直接输出与质量流量相对应的信 号，反映质量流量的大小。号，反映质量流量的大小。 间接式质量流量计采用密度或温度、压力补偿的方间接式质量流量计采用密度或温度、压力补偿的方 法，即在测量体积流量的同时，测量流体的密度，或者法，即在测量体积流量的同时，测量流体的密度，或者 测量

5、流体的温度、压力值，按一定的数学模型自动换算测量流体的温度、压力值，按一定的数学模型自动换算 出相应的密度值，再将密度值与体积流量值相乘可求得出相应的密度值，再将密度值与体积流量值相乘可求得 质量流量。质量流量。 科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计 热式质量流量计热式质量流量计 利用流体热交换原理构成的流量计称为热式质量利用流体热交换原理构成的流量计称为热式质量 流量计（流量计（Thermal Mass FlowmeterThermal Mass Flowmeter，简称，简称TMFTMF）。利用）。利用 外热源对被测流体加热，测量因流体流动造成的温度外热源对被测流体加热，测量因流体流动造成

6、的温度 场变化，从而测得流体的质量流量。场变化，从而测得流体的质量流量。 Tc P q P m P c T 冲量式流量计冲量式流量计 自由下落的固体粉自由下落的固体粉 料对检测板料对检测板冲板产生冲板产生 冲击力。垂直分力由机冲击力。垂直分力由机 械结构克服而不起作用械结构克服而不起作用 ，水平分力则作用在冲，水平分力则作用在冲 击轴上，并通过机械结击轴上，并通过机械结 构的作用与反馈测量弹构的作用与反馈测量弹 簧产生的力相平衡。水簧产生的力相平衡。水 平分力的大小可表示为平分力的大小可表示为 sinsin2ghqF mm 间接式质量流量计间接式质量流量计 间接式质量流量计：可分为组合式与补偿

7、式。间接式质量流量计：可分为组合式与补偿式。 采用以下三种方式来构成组合式质量流量计：采用以下三种方式来构成组合式质量流量计： 检测检测qv2的流量计（通常采用差压式流量计）和密的流量计（通常采用差压式流量计）和密 度计的组合；度计的组合； 检测检测qv的流量计（如容积式流量计、电磁流量计、的流量计（如容积式流量计、电磁流量计、 涡轮流量计、超声波流量计等）和密度计的组涡轮流量计、超声波流量计等）和密度计的组 合；合； 检测检测qv2的流量计和检测的流量计和检测qv的流量计的流量计的组合。的组合。 6.66.6其他流量计简介其他流量计简介 一、一、转子流量计转子流量计 它又称它又称浮子流量计浮

8、子流量计、恒压降变截面流量计。、恒压降变截面流量计。 玻璃管转子流量计玻璃管转子流量计 （一）结构组成（一）结构组成 玻璃管转子流量计主要由锥形管、转子两部分组成玻璃管转子流量计主要由锥形管、转子两部分组成 。 玻璃管转子玻璃管转子 流量计流量计 1罩罩 壳；壳；2玻璃锥玻璃锥 管；管；3浮子浮子 4密封填料；密封填料； 5连接法兰连接法兰 流量系数的说明流量系数的说明 与浮子的形状以及流体的雷诺数等有关，对于一定的浮子形与浮子的形状以及流体的雷诺数等有关，对于一定的浮子形 状，当雷诺数大于某一数值时，流量系数趋于一常数状，当雷诺数大于某一数值时，流量系数趋于一常数，三种三种 浮子的转子流量计

9、流量系数浮子的转子流量计流量系数与雷诺数的关系。与雷诺数的关系。 转子高度测量转子高度测量 靶式流量计靶式流量计 靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量，主靶式流量计于六十年代开始应用于工业流量测量，主 要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。要用于解决高粘度、低雷诺数流体的流量测量。 1. 1. 工作原理工作原理 F F与环形间隙中流体平均流速与环形间隙中流体平均流速v v之间的关系如下之间的关系如下 式中式中 D D 管道直径。式中管道直径。式中 d d 靶直径；靶直径； 流体密度；流体密度； K K 系数。系数。 考虑到通过流量计的流体质量流量考虑到通过流量计的流体质量流量 令直径

10、比令直径比 , , 合并上两式合并上两式, , 可得质量流体与推力可得质量流体与推力F F之之 间的关系间的关系 22 2 82 vKd v AKpAF vdDqm)( 4 22 FDKq am ) 1 ( 2 Dd / a K 电磁流量计电磁流量计 电磁流量计是电磁流量计是6060年代随着电子技术的发展而迅速发年代随着电子技术的发展而迅速发 展起来的新型流量测量仪表。展起来的新型流量测量仪表。 它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，适用来测它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，适用来测 量导电流体的体积流量。量导电流体的体积流量。 目前已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量，目前已广泛地应用于工

11、业上各种导电液体的测量， 如各种酸、碱、盐等腐蚀液体；各种易燃易爆介质；各如各种酸、碱、盐等腐蚀液体；各种易燃易爆介质；各 种工业污水、纸浆、泥浆等的流量测量。种工业污水、纸浆、泥浆等的流量测量。 BLvE vCBDE E B D C v D qv 44 2 vv Kqq D B CE 4 主要特点主要特点 （1 1）被测介质必须是导电的液体，要求电导率为）被测介质必须是导电的液体，要求电导率为S/cmS/cm范围。不范围。不 能检测气体、蒸汽和石油制品等的流量。能检测气体、蒸汽和石油制品等的流量。 （2 2）测量管内无可动部件，便于维护管理；无阻流部件，因此压）测量管内无可动部件，便于维护管

12、理；无阻流部件，因此压 力损失很小。力损失很小。 （3 3）输出电流和流量具有线性关系，并且不受流体的密度）输出电流和流量具有线性关系，并且不受流体的密度粘度粘度 温度温度压力和电导率变化的影响。压力和电导率变化的影响。 （4 4）口径范围可从几毫米到）口径范围可从几毫米到3m3m，可测正反双向流量，也可测脉动，可测正反双向流量，也可测脉动 流量。流量。 （5 5）量程比通常为）量程比通常为20201 150501 1（0.5m/s0.5m/s10m/s10m/s），满量程流速），满量程流速 范围宽。范围宽。 （6 6）由于衬里材料和电气绝缘材料限制，一般使用的温度范围为）由于衬里材料和电气绝

13、缘材料限制，一般使用的温度范围为0 0 200200。因电极是嵌装在导管上的，使用工作压力一般不超。因电极是嵌装在导管上的，使用工作压力一般不超 过过4MPa4MPa。 使用电磁流量计时应注意使管道内充满液体，最好把管道使用电磁流量计时应注意使管道内充满液体，最好把管道 垂直设置，让流体自上而下流动。流量计上游管道要有一定长垂直设置，让流体自上而下流动。流量计上游管道要有一定长 度直管段。度直管段。 流量标准装置流量标准装置 流量计标定是一件比较困难的工作，因为流量流量计标定是一件比较困难的工作，因为流量 是质量或体积对时间的导数，是质量或体积对时间的导数，难以由定义直接做出难以由定义直接做出

14、 流量单位的标准器流量单位的标准器。 一般是在流量不变的前提下，使流体连续流入一般是在流量不变的前提下，使流体连续流入 标准容器标准容器V V 中，精确测量流体流动的起止时间和流中，精确测量流体流动的起止时间和流 入容器的流体总量，用平均流量代替瞬时流量作为入容器的流体总量，用平均流量代替瞬时流量作为 标准。标准。 因此，在累积时间内，必须保证流体流动高度因此，在累积时间内，必须保证流体流动高度 稳定，并且计时和计量都要足够准确稳定，并且计时和计量都要足够准确。 静态容积法液体流量标准装置静态容积法液体流量标准装置 钟罩式气体流量标准装置钟罩式气体流量标准装置 标准流量计法标准流量计法 这种流量校验装置，其费用较低、携带方便、操作简便，这种流量校验装置，其费用较低、携带方便、操作简便， 近年来已为人们重视和认可，其相应的检定规程为近年来已为人们重视和认可，其相应的检定规程为JJG643JJG643一一 19941994。 常用的标准流量计有涡轮流量计、腰轮流量计、椭圆齿轮常用的标准流量计有涡轮流量计、腰轮流量计、椭圆齿轮 流量计、科里奥利质量流量计、伺服流量计等。流量计、科里奥利质量流量计、伺服流量计等。 校验装置中串联的仪表间要妥善地安装整