《管道工程》计量设备

管道工程第9章计量与投加设备9.1计量设备9.2投加设备各种流量计计量泵水射器投矾机管道工程9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计1、组成转子流量计主要由转子(浮子)、锥形管及支撑连接部分组成。2、原理当流体作用在转子上的力与转子的重力平衡时，转子停留在某一高度。当流量发生变化时，转子所停留的高度也随之变化，流量信号被转换成位移信号，从转子上缘所对应的锥形管上的流量刻度值，便可知道被测流量的大小。转子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE)玻璃管浮子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE)H250浮子流量计转子流量计克罗尼(KROHNE)微小金属管浮子流量计转子流量计克罗尼H250浮子流量计结构转子流量计可靠性高，用于过程控制系统；适于中小流量测量，量程比10:1；准确度1.5%~2.5%；前5D后3D直管段，一般竖直安装，介质自下而上；必要时需加装旁通管路和磁过滤器；对玻璃管浮子流量计：结构简单，成本低，直观，但是被测介质需透明，可靠性差，不能测高温高压介质。常见故障：浮子卡死，可用敲击的办法。转子流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计法拉第电磁感应定律：电路中感生电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。电磁流量计电磁流量计是一种测量导电性流体流量的仪表。根据电磁感应定理，导体在磁场中运动并切割磁力线时，在导体中产生感应电势，同样，当导电液体垂直磁场方向流动切割磁力线时，在液体两侧的电极上产生感应电势。电磁流量计西门子电磁流量计电磁流量计ABB电磁流量计电磁流量计上海罗斯蒙特电磁流量计电磁流量计日本横河电磁流量计电磁流量计无可动部件和阻流件，无压力损失，可测脏污、腐蚀性、液固两相等导电性介质，而且只可测导电液体；准确度高，0.2%~1%，量程比可50~100:1；口径范围从2mm至3m；使用地点不应有强磁场干扰；管道充满流体；前5D直管段。电磁流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计超声流量计1、组成超声流量计主要由转换器、换能器及信号电缆等组成,2、原理从上、下游两个作为发射器的超声波换能器T1、T2发出两束超声波，各自到达下、上游两个作为接收器的换能器R1、R2。当流体静止时，声速为c。当流体流速为v时，顺流的声速为c+v，传播时间t1＝L/（c+v），逆流的声速为c-v，传播时间t2＝L/（c-v）。当c》v时，可以认为时间差Δt＝t2-t1≈2Lv/c2。因此，只要测出Δt就可知流速v，这就是时间差。而测量两个连续波之间的相位差Δφ＝ωΔt=2ωLv/c2(ω——连续波的角频率)，这就是相位差法。超声流量计①德国KROHNE高精度；低功耗<1W，可使用太阳能；DN80流速上限57m/s；DN400流速上限30m/s；示值误差±0.2%；重复性<0.2％；

ALTOSONICIV4声道气体超声流量计超声流量计独特的三声道截面设计；传感器专利设计；数字信号处理(DSP)；流速测量范围0~20m/s；当流速大于0.5m/s时，示值误差±0.5%；当流速小于0.5m/s时，绝对误差为±2.5mm/s重复性<0.2％；UFM3030KROHNE3声道液体超声流量计超声流量计②美国康乐创CONTROLOTRON双声道固定式液体超声流量计全天候机箱设计1010N超声流量计双声道便携式超声流量计外贴式安装方便；32位流量计算机；宽脉冲时差式和多普勒两用；基本精度±1%；1010WPCONTROLOTRON超声流量计③英国MICRONICS便携式液体超声流量计带图表显示功能LCD；

覆膜触摸式按键16个；管径范围：50-1000mm；流速：0.12-12.39m/s;重复性：±0.5%;读数误差：±1-3%;长度：236mm;

宽度：125mm;

高度：41mm;

重量：小于1.5kg;

PFSE超声流量计④日本富士电机FUJI新式脉冲多普勒法与传播时间差法并用的新一代混合型超声波流量计脉冲多普勒方式： 流速范围：0~±0.3m/s~4m/s； 精度：0.5％~1.0％。传播时间差方式： 流速范围：0～±0.3m/s～32m/s； 精度：1.0％～1.5％。FSH/FSW超声流量计便携型超声波液体流量计大屏幕图形显示；具备接收信号波形显示功能；一体型打印机；高精度：1%ofrate；适用管径：13mm~6000mm；流速范围：0.3~32m/s；FLC/FLDFUJI超声流量计

1.实现非接触式测量的流量计（夹装式）；

2.可制成便携式仪表；

3.无阻流件，无压力损失；

4.准确度0.1%～5%？；

5.管道内外壁干净，需足够长的直管段；

6.传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射粒子，适于污水和含气泡的液体；

7.特别适合大管径测量，其成本与管径基本无关。

超声流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计当一根管子绕着原点旋转时，让一个质点从原点通过管子向外端流动。质点的线速度由零逐渐加大，质点被赋予能量，随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度减缓，即管子运动发生滞后。相反，当一个质点从外端通过管子向原点流动，质点的线速度由大逐渐减小趋向于零时，质点的能量被释放出来，随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度加快，即管子运动发生超前。这种能使旋转着的管子运动速度发生超前或滞后的力Fc就称为科里奥利斯力。质量流量计基本结构与管振动连接、分流体、支撑管、敏感管、附件、保护外壳进入传感器的过程流体被分成两部分，通过每一根敏感管。工作时，驱动线圈被激励一电压，这个驱动线圈使管子上下相互振动。

质量流量计信号的产生被叫做拾振器的磁铁线圈组件被安装在敏感管上。其中，线圈被安装在一根敏感管的支架侧面上，磁铁被安装在对应敏感管的支架侧面上。

质量流量计流量敏感管的自然振动频率

拾振器线圈在相邻磁极的一致磁场中运动时所产生的电压形成了一正弦波。因为磁铁被安装在一敏感管，而线圈被安装在相对应敏感管上，则产生的正弦波代表一个敏感管相对另一个敏感管的运动。

质量流量计质量流量计无流量时敏感管的运动敏感管与另一个敏感管相对振荡，一管向下运动，另一根管向上运动，反之亦然。当敏感管振荡时,两对拾振器其中一对在入口一侧，另一对在出口一侧，都产生连续的正弦波信号。没有流量时两个正弦波是同相的。

质量流量计没有流量――没有科氏效应

没有流量就意味着，无流动速度。没有流量情况下，没有科氏效应正弦波相互间是同相的。质量流量计有流量时科氏效应产生当流体通过传感器敏感管时，引起科氏力。由于同一敏感管两直管段内流体流动方向相反，管壁受到的作用力方向也相反，即受到一扭转力矩的作用，从而使敏感管之间相对产生扭曲。质量流量计质量流量计驱动线圈组温度探测装置(RTD)检测线圈组流量管管线接口连接传感器与变送器，提供流量管的振动动力，传输信号数据变送器处理来自流量管的信号，并对流量管的振动状态进行监控质量流量计单U形管质量流量计双U形管质量流量计双S形管B形管质量流量计Ω管质量流量计双环管质量流量计安装：传感器与大的变送器或电动机之间至少要有0.6m的距离。安装于牢固基础之上，避免振动。测量液体时，安装应保证液体满管，以降低密度变化对测量精确度的影响；传感器外壳应朝下安装，以避免空气集聚在流量管内。测量气体时，为不使传感器内部聚集液体，应避免安装在管道的低点；传感器外壳应朝上安装，以避免冷凝水集聚在流量管内。当测量液体浆料时，传感器应垂直安装，像一面旗，以避免颗粒聚积在流量管内。工艺介质应由下往上流动以避免喷流空管。如工艺介质产生气液两相流，就应将传感器外壳朝下安装，或安装在垂直管道上。这种安装方式能有效避免介质中的气体聚积在流量管中。质量流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计1、组成涡街流量计由涡街流量传感器、转换器和显示仪表组成2、原理涡街流量计也叫卡门旋涡流量计，是应用流体振荡原理来测量流体流量的。在流体前进的路径上放置一个非流线型柱状物，在某一雷诺数范围内，在柱状物后面就会产生一种有规律的旋涡，并随着流体一起向下游流去。旋涡产生的频率f与流速v、柱状物特征长度d之间存在一定关系，通过检测出频率f，可以得到流速v，从而得出体积流量。涡街流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计1、组成主要由涡轮流量变送器和指示积算仪组成。涡轮流量变送器的结构图，主要由涡轮、导流器、磁电转换装置、支承和壳体组成。2、原理一种速度式流量计，涡轮流量变送器把流量信号转换成电信号，由指示积算仪显示被测介质的体积流量和流体总量，并输电信号。涡轮流量变送器涡轮流量计9.1计量设备流量计转子流量计电磁流量计超声流量计质量流量计涡街流量计涡轮流量计孔板流量计孔板流量计特点：节流式流量计，在管道中设置了一个节流件，节流件上下游产生差压，该差压与流体流量有关。孔板流量计孔板流量计结构简单使用方便寿命长工作可靠成本低无须标定(标准节流装置)适应性广压力损失大（一般指孔板）安装要求严格孔板流量计一、计量泵1、组成主要由泵缸、柱塞、隔膜、吸水和压水单向止回阀、加油系统几部分构成。2、原理利用泵内柱塞的往复运动加压并计量流体。通过改变柱塞的行程长度和往复频率来调节流量。柱塞不断进行往