流量检测仪表-简

第三节流量检测及仪表

速度式流量计容积式流量计质量式流量计旋涡式流量计流量测量仪表分类

这是一种以测量流体在管道内的速度作为测量依据来计算流量的仪表。例如压差式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、靶式流量计、堰式流量计等。速度式流量计智能电磁式流量计涡街流量计电传远式转子流量计

SF14转子流量计

这是一种以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。例如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。

这是一种以测量流过的质量M为依据的流量计。例如惯性式质量流量计、补偿质量流量计等。容积式流量计质量式流量计GPI-GM系列椭圆齿轮流量计在线式热式质量流量计节流装置节流孔板后取压管前取压管流体通过节流孔板时，流速加快，后取压管处的压力减小。孔板装置及压力、流速分布图（以孔板为例）伯努利方程：流体的连续运动方程：结论：截面2处流速最大。截面2处流体的静压最低。节流件的工作原理

α-流量系数；

ε-膨胀校正系数；

F0-节流装置的开孔截面积；

ρ1–流体密度；

ΔP-节流装置前后实际测得的压力差流量基本方程式由流量基本方程式可以看出，流量与压力差△P的平方根成正比。所以用这种流量计测量流量时，如果不加开方器，流量标尺刻度是不均匀的。起始部分的刻度很密，后来逐渐变疏。因此，在用差压法测量流量时，被测流量值不应接近于仪表的下限值，否则误差将会很大。小信号切除标准节流装置取压方式国际上通常采用的取压方式有五种：理论取压法：上游D，下游最小截面F2处径距取压法：上游D，下游1/2D，近似理论取压。法兰取压法：上下游均距孔板25.4mm。管接取压：上游2.5D，下游8D，即损失降压法。角接取压法：上下游取压口均在孔板端面。我国广泛采用角接取压法和法兰取压法。取压:把节流元件两边的压力引出测取差压标准节流装置取压方式标准喷嘴：角接取压标准孔板：角接取压环室取压

直接钻孔取压法兰取压文丘里管：角接取压（一）角接取压装置环室取压装置:由节流元件前后两个环室组成。可以得到较均匀的压力，测量可靠，小差压范围内应用较多。取压装置单独钻孔取压:节流元件上、下游的压力分别从前后夹紧环上的取压孔取压出，取压孔在夹紧环的内壁出口应与节流元件端面相切。(二）法兰取压装置

它是由一对带有取压孔的法兰组成。取压孔中心线距节流元件端为25.4±0.8mm。法兰取压的取压孔轴线与孔板上下游两侧端面的距离各25.4±1mm。角接取压的取压孔位于孔板或喷嘴上下游两侧端面处。节流装置的其他辅件引压导管冷凝器隔离器、集气器和沉降器其内径一般不小于6mm。对于水、蒸汽和干燥空气，内径可适当小一些。湿气体、低中粘度的油类应粗一些。导压管应尽量短些，以防压力信号滞后时间较长，影响测量的动态特性。（一）导压管导压管配置图被测流体是蒸汽或湿气体时，在引压管内要积存凝结水。为了使前后导压管内液位高度保持不变或相等，常采用冷凝器。（二）冷凝器（三）隔离器

对于高粘度，腐蚀性强，易冻结或易析出固体颗粒的液体，应采用隔离器，将被测流体与差压计隔开。（四）集气器和沉降器

当被测介质为液体时，为防止液体中析出的气体进入差压计，引起测量误差，在导压管的最高处放置集气器和排气阀。为了防止液体中析出的沉淀物堵塞导压管，在导压管的最低点放置沉降器及排污阀。差压计

+-标准孔板应用广泛，结构简单、安装方便，适用于大流量的测量。但他最大的缺点是流体经过孔板后压力损失大，当工艺管道上不允许有较大的压力损失时，便不宜采用。标准喷嘴和文丘里管的压力损失小，但结构比较复杂。各标准节流装置的优缺点（1）

被测流体应充满管道连续流动。（2）

管道内流体的流动状态是稳定的。（3）被测流体在通过节流装置时不发生相变，即液体的蒸发或气体的液化。（4）节流元件前后各2D长的一段管道内表面上不能有凸出物或明显的粗糙不平；在节流元件前10D，节流元件后5D范围内，必须是直管段。

（5）各种标准节流装置使用管内径D的最小值要符合要求标准节流装置的使用条件（1）节流装置必须安装在直管道上，流体流进节流装置时，近似层流状态。（2）节流元件的开孔直径d与管道内径D必须同轴，且入口端面与管道轴线垂直。（3）节流装置前2D以内的管道内径与管道内径的计算的最大偏差符合规定的精度要求。（4）节流元件在安装之前应保护好开孔边缘的尖锐和表面光洁度。节流装置的安装

（1）引压管的长度在3~5m之间，管内径为φ10~φ12mm,管道弯曲处应有均匀的圆角严防有磕碰或压扁现象。（2）为了防止引压管内积贮气体、液体或固体颗粒，引压管应尽量垂直安装。若必须水平安装时，也应保持不小于1：10的倾斜率。在引压管的最高或最低弯曲处，应加装集气器、凝液器或微粒收集器、沉降器等装置。引压导管的安装（3）引压管要采取防烘烤、防冻结等措施。（4）全部引压管管路要密封无漏，并装有必要的切断、冲洗、排污等所需的阀门。

(5)测量粘性或腐蚀性流体时，应加隔离罐或分离器。（1）测量液体流量时，差压计最好装在节流装置下部。如果差压计一定要装在上部时，引压管的最高处要安装集气器，最低处要安装沉降器，以便排除管内的气体或沉积物。（2）测量气体流量时，差压计最好安装在节流装置上部。如果一定要装在下部时，引压管的最低处要安装沉降器，以便排除冷凝液或污物。

(3)测量水蒸气流量时，可按照测量液体的做法安装差压计的位置。为了防止差压计受高温蒸汽的影响，在靠近节流装置处安装两个冷凝器，且使两个冷凝器液面高度相同，以防影响差压计的测量差压计的安装节流式流量计外形一体化的差压（节流）式流量计LGH-H型环形孔板标准孔板标准文丘里管LGCJ型标准长径喷嘴LGBP型标准喷嘴（1）当压差ΔP对浮子产生向上的作用力与介质对浮子的浮力之和等于浮子重量时，浮子就处于平衡状态。（3）随着流量减少，差压ΔP减小，所以浮子下降，（2）随着流量的增加，差压ΔP增大，所以浮子上升。原理恒压降变截面流量不同转子的高度不同转子流量计在出厂时，对于测量气体的流量计，是以空气标定流量的，对于测量液体的流量计是以水标定流量的。当转子流量计用于其他气体或液体流量测量时，应进行密度修正。刻度校正三、电远传式转子流量计转子流量计的特点、适用范围：转子流量计是目前工业生产和实验室中广泛应用的一种小流量测量仪表。只用在测量低压力和小流量的情况下。

1、工作环境温度低于60℃，防震、防晒、防雨淋，便于操作；2、锥管垂直安装，倾斜小于30/；流体必须自下而上流动。3、在仪表之前安装过滤器。转子流量计量程的的安装和使用过滤器转子流量计截止阀旁通阀旁路主管路四、椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计属于容积式流量计。用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量．它特别适合于重油、聚乙烯醇、树脂等粘度较高介质的流量测量。2．上下两轮都有转动力矩，继续转动。3．1（下）轮力矩为0，2轮产生逆时针力矩，2轮为主动轮，带动1轮旋转。1．1轮产生顺时针力矩，2轮力矩为0，在1轮的带动下逆时针转动。椭圆齿轮流量计的误差主要是齿轮间和齿轮与外壳间的泄露量。被测介质的粘度愈大，泄露量越小，测量精度也越高。四、涡轮流量计智能涡轮流量计XKWL

涡轮流量计为速度式仪表。涡轮流量计组成涡轮磁电转换前置放大显示仪表转数脉冲当仪表系数k一定时，输出的脉冲频率与流量成线性关系工作原理四、电磁流量计LD系列智能电磁流量计电磁流量计的原理利用某些流体的导电性质，根据电磁感应原理制成的测量流量的装置，称为电磁流量计。电磁流量计应用范围广，可以测量酸、碱、盐溶液等腐蚀性介质，也可以测量那些带有悬浮颗粒的导电浆液。NS显示仪表VBEX返回电磁流量计的测量原理是法拉第电磁感应原理，即导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电势，其感应电势E为E=ḰBDV其中：Ḱ——仪表常数；

B——磁感应强度；

V——测量管道截面内的平均流速；

D——测量管道截面的内径。圆形管道中体积流量Q与流速V的关系为电磁流量计流量Q为

外壳、磁轭、励磁线圈、电极、测量导管注意：1．为了防止磁力线被测量导管的管壁短路，导管由非导磁的材料组成。2．当采用导电材料作导管，测量导管与电极之间需要加内衬。变送器结构电磁流量计的特点电磁流量计的主要优点如下：

1）电磁流量计的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗最低的流量仪表之一。

2）可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。

（3）电磁流量计在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，电磁流量计只需经水标定后，就可心用来测量其它导电性液体的流量。

（4）电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。

（5）电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。

（6）工业用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而且国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础电磁流量计目前仍然存在的主要不足如下

1）不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。

2）不能用来测量电导率很低的液体介质，如对石油制品或有机溶剂等介质，目前电磁流量计还无能为力。

3）普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质；如未经特殊处理，也不能用于低温介质的测量，以防止测量管外结露（结霜）破坏绝缘。

4）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。一体式电磁流量计分体式电磁流量计插入式电磁流量计五、漩涡流量计（涡街流量计）在管道中垂直于流体流向放置一个非线性柱体（旋涡发生体），当流体流量增大到一定程度以后，流体在旋涡发生体两侧交替产生两列规则排列的旋涡，两列旋涡的旋转方向相反，且从发生体上分离出来，平衡但不对称，这两列旋涡被称为卡曼涡街（也称涡街）。dv漩涡流量计的原理当两列旋涡间距为h，同列中相邻旋涡间距为l，对于圆柱体当满足时，旋涡体稳定。1.测量原理卡门旋涡列Lh返回

V——旋涡发生体两侧的平均流速，m/sd——旋涡发生体迎流面的最大宽度，mSt——斯特劳哈尔数，无量纲，流体产生旋涡的相似准则数。单列旋涡的频率与流体的流速有如下公式

流量方程：

三角柱涡街流量计检测元件不接触流体，可靠性高，介质适应性强。无可动部件、耐磨损、测量范围宽、准确度高、压力损失小、脉冲信号低。特点五、靶式流量计可以测量各种液体，气体和蒸汽，尤其是它在用于测量大粘度、含固体颗粒浆液及腐蚀性流体等低雷诺数、小流量情况下，不易堵塞。

返回沥青流量计耐腐蚀性衬氟流量计温压补偿式流量计靶式流量计的原理下一页v力平衡式变送器密封膜片靶测量导管靶杆靶式流量计是利用放于管道中的“靶”对流体产生阻力，将此阻力引出，并经转换放大而测量流量的。流量计流量方程：若令:靶式流量计的流量系数α与靶形有关，与管径D和靶径比β有关系。还与介质的雷诺数ReD有关，ReD>ReK（临界值）时，α才保持恒定。v力平衡式变送器密封膜片靶测量导管靶杆靶式流量计的结构靶式流量计由靶装置和测力装置两部分组成。靶装置又称为测量装置。它主要是将流动的液体在靶上产生的力，通过挠性管或支点膜片传递给测力装置，从而实现了流量一力的转换。测力装置又叫做转换装置。它是把靶装置传递过来的力通过力平衡机构和放大装置，转换成统一信号输出。

v力平衡式变送器密封膜片靶测量导管靶杆靶式流量计的干式标定法，就是根据体积流量

和靶受力f的近似线性关系，用挂砝码的形式对流量计进行校验。即用砝码的重量代替工作时靶所受的力。靶式流量计干式标定法的实质：是对测力装置的标定。靶式流量计的标定1.

干式标定法下一页六、超声波流量计FLUXUS®ADM6725便携式超声波流量计超声波是一种频率在16000Hz以上的声波，它在介质中的传播具有方向性。当超声波在流体中传播时，其传播速度是它在静止流体中的传播速度与流体流速的矢量之和。测量出超声波在流体中定距离的传播时间，即可以测出流体的流速，从而测出流体的流量。超声波测量流体速度有各种方法，如速度差法，多普勒频移法，声束偏移法等。超声波流量计进行的是非接触测量，对被测流体不产生附加阻力，不受被测介质粘度，导电率，温度等物理性质的影响，且输出与流量成线性关系，它特别适用于大口径液体流量的测量。但是，速度法超声波流量计也有弱点，对于那些带颗粒或含多气泡的脏污液体，由于颗粒、气泡的散射严重，致使超声波接收到的信号较弱，影响测量精度。在这种情况下，我们可利用超声波的散射特性而制成另一种型号的超声波流量计，即多普勒法超声波流量计。PT300+便携式超声波流量计

英国梅克罗尼公司

DCT7088便携式时差流量计

宝丽声DCT7088是目前先进的便携式时差流量计，主要针对干净液体设计，七、质量流量计

DY-EP热式气体质量流量计直接质量流量计包括量热式、角动式、差压式以及科氏力式等流量计。间接质量流量计