化工仪表及自动化第3章1

化工(huàgōng)仪表及自动化第三章检测仪表与传感器

精品资料内容提要(nèirónɡtíyào)概述测量过程(guòchéng)与测量误差仪表的性能指标工业仪表的分类压力检测及仪表压力单位及测压仪表弹性式压力计电气式压力计智能型压力变送器压力计的选用及安装1精品资料内容提要(nèirónɡtíyào)流量检测及仪表概述差压式流量计转子(zhuànzǐ)流量计椭圆齿轮流量计涡轮流量计电磁流量计漩涡流量计质量流量计2精品资料内容提要(nèirónɡtíyào)物位检测及仪表概述(ɡàishù)差压式液位变速器电容式物位传感器核辐射物位计称重式液罐计量仪温度检测及仪表温度检测方法热电偶温度计热电阻温度计电动温度变送器3精品资料内容提要(nèirónɡtíyào)一体化温度(wēndù)变送器智能式温度(wēndù)变送器测温元件的安装现代检测技术与传感器的发展软测量技术的发展现代传感器技术的发展4精品资料第一节概述(ɡàishù)用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号的仪表通常称为传感器。当传感器的输出(shūchū)为单元组合仪表中规定的标准信号时，通常称为变送器。5℃Pam……1～5VDC4～20mA0～10mA……标准信号mVHzuA……微弱信号非线性被测量传感器变送器显示、控制仪表(装置)精品资料第一节概述(ɡàishù)一、测量(cèliáng)过程与测量(cèliáng)误差6

测量过程在实质上都是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程，而测量仪表就是实现这种比较的工具。

测量误差指由仪表读得的被测值与被测量真值之间的差距。通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。精品资料第一节概述(ɡàishù)绝对误差(juéduìwùchà)xi：仪表指示值,xt：被测量的真值由于真值无法得到

x：被校表的读数值，x0：标准表的读数值

相对误差7精品资料第一节概述(ɡàishù)二、仪表(yíbiǎo)的性能指标81.精确度（简称精度）说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是，仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。

两大影响因素绝对误差和仪表的测量范围相对百分误差δ允许误差精品资料第一节概述(ɡàishù)仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精确度等级。目前(mùqián)常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小结9精品资料第一节概述(ɡàishù)10举例(jǔlì)例1某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为＋4℃，试确定该仪表的精度等级。解该仪表的相对百分误差为

如果将该仪表的δ去掉“＋”号与“％”号，其数值为0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等级为1.0级。精品资料第一节概述(ɡàishù)例2某台测温仪表的测温范围为０～1000℃。根据工艺(gōngyì)要求，温度指示值的误差不允许超过±７℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？解根据工艺上的要求，仪表的允许误差为

如果将仪表的允许误差去掉“±”号与“％”号，其数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为1.0级的仪表，其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级仪表才能满足工艺要求。11精品资料第一节概述(ɡàishù)12仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣(yōuliè)的重要指标之一。

精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高，也说明该仪表的精确度越高。0.05级以上的仪表，常用来作为标准表；工业现场用的测量仪表，其精度大多在0.5以下。

仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板上。举例1.51.0如：精品资料第一节概述(ɡàishù)根据仪表校验数据来确定仪表精度(jīnɡdù)等级和根据工艺要求来选择仪表精度(jīnɡdù)等级，情况是不一样的。根据仪表校验数据来确定仪表精度(jīnɡdù)等级时，仪表的允许误差应该大于（至少等于）仪表校验所得的相对百分误差；根据工艺要求来选择仪表精度(jīnɡdù)等级时，仪表的允许误差应该小于（至多等于）工艺上所允许的最大相对百分误差。小结13结论：工艺要求的允许误差≥仪表的允许误差

≥

校验所得到的相对百分误差

精品资料第一节概述(ɡàishù)2.变差变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程(xíngchéng)（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。图3-1测量仪表的变差14注意：仪表的变差不能超出仪表的允许误差。精品资料第一节概述(ɡàishù)153.灵敏(línɡmǐn)度与灵敏(línɡmǐn)限

仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量的比值。即

式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移；Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。

仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。

注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中，往往用分辨力表示。

精品资料第一节概述(ɡàishù)4.分辨率对于(duìyú)数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。

不同量程的分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力称为该表的最高分辨力，也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为数字电压表的分辨力指标。分辨率与仪表的有效数字位数有关。16精品资料第一节概述(ɡàishù)175.线性度线性度是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论(lǐlùn)直线的吻合程度。通常总是希望测量仪表的输出与输入之间呈线性关系。图3-2线性度示意图

式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax为校准曲线对于理论直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。精品资料第一节概述(ɡàishù)186.反应时间反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要(xūyào)较长时间才能给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。

仪表的反应时间有不同的表示方法

当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。

仪表的输出信号由开始变化到新稳态值的63.2％（95％）所用的时间，可用来表示反应时间。精品资料第一节概述(ɡàishù)三、工业(gōngyè)仪表的分类191.按仪表使用的能源分类气动仪表、电动仪表、液动仪表

以电为能源，信号之间联系比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于与计算机联用；现在电动仪表可以做到防火、防爆，更有利于电动仪表的安全使用。

一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁场、放射性等环境影响。

优点缺点常用精品资料第一节概述(ɡàishù)202.按信息的获得、传递、反映和处理(chǔlǐ)的过程分类检测仪表

作用是获取信息，并进行适当的转换。

显示仪表

作用是将由检测仪表获得的信息显示出来。

集中控制装置

包括各种巡回检测仪、巡回控制仪等。控制仪表

可以根据需要对输入信号进行各种运算。

执行器

可以接受控制仪表的输出信号或直接来自操作员的指令，对生产过程进行操作或控制。

精品资料第一节概述(ɡàishù)图3-3各类仪表(yíbiǎo)的作用21精品资料第一节概述(ɡàishù)223.按仪表的组成(zǔchénɡ)形式分类

基地式仪表特点是将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，形成一个整体。这种仪表比较适于在现场做就地检测和控制，但不能实现多种参数的集中显示与控制。这在一定程度上限制了基地式仪表的应用范围。分为基地式仪表和单元组合仪表

精品资料第一节概述(ɡàishù)化工生产中的单元组合仪表有电动单元组合仪表和气动单元组合仪表两种。国产(guóchǎn)的电动单元组合仪表简称DDZ仪表；气动单元组合仪表简称QDZ仪表。注意

单元组合仪表是将对参数的测量及其变送、显示、控制等各部分，分别制成能独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）。这些单元之间以统一的标准信号互相联系，可以根据不同要求，方便地将各单元任意组合成各种控制系统，适用性和灵活性都很好。23精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表一、压力(yālì)单位及测量仪表压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa）24精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表为了使大家了解国际(guójì)单位制中的压力单位（Pa或MPa）与过去的单位之间的关系，下面给出几种单位之间的换算关系表。25精品资料26压力单位帕/Pa兆帕/MPa工程大气压/(kgf/cm2)物理大气压/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大气压9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1各种(ɡèzhǒnɡ)压力单位换算表精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表27p表P真P绝P绝大气压力线绝对压力的零线在压力测量中，常有表压、绝对(juéduì)压力、负压或真空度之分。当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示。图3-4绝对压力、表压、负压（真空度）的关系精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表28测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为(fēnwéi)四类。1.液柱式压力计

它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。

按其结构形式的不同

有U形管压力计、单管压力计等

优点这类压力计结构简单、使用方便

缺点

其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测量较低压力、真空度或压力差。

精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表2.弹性(tánxìng)式压力计它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。

3.电气式压力计

它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。29F=K*S精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表4.活塞式压力计

它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量(zhìliàng)来进行测量的。优点缺点测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。结构较复杂，价格较贵。

30精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表二、弹性(tánxìng)式压力计31定义

弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。优点

具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的精度等优点。

可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。

精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表321.弹性元件

弹性元件是一种简易(jiǎnyì)可靠的测压敏感元件。当测压范围不同时，所用的弹性元件也不一样。图3-5

弹性元件示意图

弹簧管式弹性元件如图(a)和(b)所示，波纹管式弹性元件如图(e)所示，薄膜式弹性元件如图(c)和(d)所示。精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表332.弹簧(tánhuáng)管压力表分类使用的测压元件单圈弹簧管压力表与多圈弹簧管压力表。

用途普通弹簧管压力表，耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧气压力表等。

1—弹簧管；2—拉杆；3—扇形齿轮；4—中心齿轮；5—指针；6—面板；7—游丝；8—调整螺丝；9—接头弹簧压力表精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表基本测量(cèliáng)原理

单圈弹簧管是一根弯成270°圆弧的椭圆截面的空心金属管子。管子的自由端B封闭，另一端固定在接头９上。当通入被测的压力p后，由于椭圆形截面在压力p的作用下，将趋于圆形，而弯成圆弧形的弹簧管也随之产生扩张变形。同时，使弹簧管的自由端B产生位移。输入压力p越大，产生的变形也越大。由于输入压力与弹簧管自由端B的位移成正比，所以只要测得B点的位移量，就能反映压力p的大小。注意：弹簧管自由端B的位移量一般很小，直接显示有困难，所以必须通过放大机构才能指示出来。

34精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表在化工生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内，即当压力低于或高于给定范围时，就会破坏正常工艺条件，甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或控制触点的压力表。将普通弹簧管压力表稍加变化(biànhuà)，便可成为电接点信号压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，以提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自动控制。警惕！35精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表图3-7电接点(jiēdiǎn)信号压力表1，4

—静触点；2

—动触点；3

—绿灯；5

—红灯

压力表指针上有动触点2，表盘上另有两根可调节指针，上面分别有静触点1和4。当压力超过上限给定数值时，2和4接触，红色信号灯5的电路被接通，红灯发亮。若压力低到下限给定数值时，2与1接触，接通了绿色信号灯3的电路。1、4的位置可根据需要灵活调节。36精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表三、电气(diànqì)式压力计定义电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。37优点1.该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％；

2.由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。

精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表几种(jǐzhǒnɡ)常见的传感器或变送器：1.霍尔片式压力传感器

霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。

图3-9

霍尔效应

霍尔电势可用下式表示

式中，UH为霍尔电势；RH为霍尔常数，与霍尔片材料、几何形状有关；B为磁感应强度；I为控制电流的大小。39精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表将霍尔元件与弹簧管配合(pèihé)，就组成了霍尔片式弹簧管压力传感器，如图3-10所示。图3-10霍尔片式压力传感器1—弹簧管；2

—磁钢；3

—霍尔片

当被测压力引入后，在被测压力作用下，弹簧管自由端产生位移，因而改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置，使所产生的霍尔电势与被测压力成比例。

利用这一电势即可实现远距离显示和自动控制。41精品资料42第二节压力(yālì)检测及仪表2.应变(yìngbiàn)片压力传感器

应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。图3-11应变片压力传感器示意图1—应变筒；2—外壳；3—密封膜片精品资料第二节压力检测(jiǎncè)及仪表3.压阻式压力(yālì)传感器

压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。工作原理43精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表图3-12压阻式压力(yālì)传感器1—基座；2—单晶硅片；3—导环；4—螺母；5—密封垫圈；6—等效电阻特点

精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸小、重量轻、结构简单；

便于实现显示数字化；

可以测量压力，稍加改变，还可以测量差压、高度、速度、加速度等参数。44精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表5.电容式压力(yālì)变送器

电容式压力变送器是一种开环检测仪表，具有结构简单、过载能力强、可靠性好、测量精度高等优点，其输出信号是标准的4～20mA（DC）电流信号。

工作原理图3-14电容式差压变送器原理图1—隔离膜片；2，7—固定电极；3—硅油；4—测量膜片；5—玻璃层；6—底座；8—引线49先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。

精品资料第二节压力(yālì)检测及仪表电容式差压变送器的结构可以有效地保护测量膜片，当差压过大并超过允许测量范围时，测量膜片将平滑(pínghuá)地贴靠在玻璃凹球面上，因此不易损坏，过载后的恢复特性很好，这样大大提高了过载承受能力。与力矩平衡式相比，电容式没有杠杆传动机构，因而尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达0.2级。小结50精品资料——压力(yālì)检测仪表的选用三个方面——选用时应根据生产工艺对压力检测的要求、被测介质的特性、现场使用(shǐyòng)的环境等条件本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、精度、类型（材质）等。精品资料仪表的量程是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围关键：根据被测参数的大小来确定，同时必须考虑到被测对象可能发生的异常超压情况，对仪表的量程选择必须留有足够的余地。测量稳定压力(yālì)：最大工作压力(yālì)Pimax不超过上限值Pmax的2/3测量脉动压力(yālì)：最大工作压力(yālì)Pimax不超过上限值Pmax的1/2测量高压压力(yālì)：最大工作压力(yālì)Pimax不超过上限值Pmax的3/5最小工作压力(yālì)Pimin不低于上限值Pmax的1/3在选用仪表量程时，应采用相应规程或者标准中的数值。这只是一个一般经验要求，不是(bùshi)绝对的！！⑴量程

精品资料⑵仪表(yíbiǎo)精度——根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本(jīběn)误差。——在选择时应坚持节约的原则，只要测量精度能满足生产的要求，就不必追求用过高精度的仪表。精品资料⑶仪表(yíbiǎo)类型正确选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的前提。主要应考虑以下几个(jǐɡè)方面:仪表的材料输出信号类型使用环境

精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表一、概述(ɡàishù)

介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。

流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。

总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。定义63精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表质量(zhìliàng)流量M体积流量Q如以t表示时间，则流量和总量之间的关系是

流量计：测量流体流量的仪表。计量表：测量流体总量的仪表。

64精品资料流量检测的主要方法(fāngfǎ)和分类流量检测方法有很多，就测量原理(yuánlǐ)而言，可以分为直接测量法和间接测量法两类。直接测量法可以直接测量出管道中的体积流量或质量流量间接测量法则是通过测量出流体的(平均)流速，结合管道的截面积、流体的密度及工作状态等参数计算得出。精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表1.速度(sùdù)式流量计

以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。

2.容积式流量计

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。3.质量流量计

以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。65分类差压式流量计;转子式流量计;电磁流量计;涡轮流量计;漩涡流量计椭圆齿轮流量计;活塞式流量计量热式;角动量式;陀螺式;科里奥利力式精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表二、差压式流量计差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动(liúdòng)的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。

通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。66精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表1.节流现象(xiànxiàng)与流量基本方程式（1）节流现象

流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。

节流装置包括节流件和取压装置。67精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表图3-18孔板装置(zhuāngzhì)及压力、流速分布图

要准确测量出截面Ⅰ、Ⅱ处的压力有困难，因为产生最低静压力p2′的截面Ⅱ的位置随着流速的不同会改变。因此是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。注意68精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表（2）节流(jiéliú)基本方程式

流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。可以看出要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。

流量与压力差ΔP的平方根成正比。

69精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表2.标准(biāozhǔn)节流装置

国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里管等标准化，并称为“标准节流装置”。

标准化的具体内容包括节流装置的结构、尺寸、加工要求、取压方法、使用条件等。70(a)标准孔板(b)喷嘴(c)文丘里管精品资料节流(jiéliú)式流量计的使用特点和要求标准孔板应用广泛，它具有结构简单、安装方便的特点，适用于大流量的测量，安装前后需要一定直管段。孔板测量的压损大，当不允许有较大的管道压损时，便不宜采用。在一般场合下，仍采用孔板为多。标准喷嘴和标准文丘里管的压力损失较孔板为小，但结构比较复杂，不易加工。标准节流装置仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在104～105以上的流体；流体应当清洁，充满(chōngmǎn)全部管道，不发生相变；精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表三、转子(zhuànzǐ)流量计841.工作原理

以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法。图3-27转子流量计的工作原理图精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表转子(zhuànzǐ)流量计中转子(zhuànzǐ)的平衡条件是（3-25）由式（3-25）可得根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小或将式（3-26）代入上两式，得或（3-26）85精品资料测量(cèliáng)原理：被测流体由锥形管下端进入，流经转子与锥形管之间的环隙，再从上端(shànɡduān)流出。当流体流过的时候，位于锥形管中的转子受到向上的一个力，使其浮起。当这个力正好等于转子重量减去流体对转子的浮力，此时转子就停浮在一定的高度上。若流体流量突然由小变大时，作用在转子上的向上的力就加大，转子上升，环隙增大，即流通面积增大。随着环隙的增大，使流体流速变慢，流体作用在转子上的向上力也就变小。这样，转子在一个新的高度上重新平衡。这样，转子在锥形管中平衡位置的高低h与被测介质的流量大小相对应。孔板流量计：节流面积不变流量变化压差发生变化转子流量计：压差不变流量变化节流面积发生变化精品资料转子(zhuànzǐ)流量计的特点①转子流量计主要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；②流量计结构简单，使用方便，工作(gōngzuò)可靠，仪表前直管段长度要求不高；③流量计的基本误差约为仪表量程的土2％，量程比可达10：1④流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影响。精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表四、椭圆(tuǒyuán)齿轮流量计981.工作原理图3-30椭圆齿轮流量计结构原理通过椭圆齿轮流量计的体积流量2.使用特点

适用于高黏度介质的流量测量。测量精度较高，压力损失较小，安装使用也较方便。椭圆齿轮流量计的入口端必须加装过滤器。椭圆齿轮流量计的使用温度有一定范围。椭圆齿轮流量计的结构复杂，加工成本较高。精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表五、涡轮流量计99图3-31涡轮流量计1—涡轮；2—导流器；3—磁电感应转换器；4—外壳(wàiké)；5—前置放大器优点

安装方便。测量精度高，可耐高压。反应快，可测脉动流量。输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。缺点

一般应加过滤器。安装时，前后要有一定的直管段。

精品资料第三节流量检测(jiǎncè)及仪表六、电磁(diàncí)流量计100能够测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒（例如泥浆）或纤维液体的流量。

图3-32

电磁流量计原理图感应电势的方向由右手定则判断，大小由下式决定

（3-43）而（3-44）将式（3-44）代入式（3-43），得精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表101电磁(diàncí)流量计的特点测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而压力损失极小；只要是导电的，被测流体可以是含有颗粒、悬浮物等，也可以是酸、碱、盐等腐蚀性物质；流量计的输出电流与体积流量成线性关系，并且不受液体的温度、压力、密度、粘度等参数的影响；电磁流量计的量程比一般为10:1，精度较高的量程比可达100:1；测量口径范围大，可以从lmm到2m以上，特别适用于lm以上口径的水流量测量；测量精度一般优于0.5级；电磁流量计反应迅速，可以测量脉动流量；主要缺点：被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量由于衬里材料的限制，一般使用温度为0～200℃；因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制(一般≤0.25MPa）精品资料第三节流量(liúliàng)检测及仪表七、漩涡(xuánwō)流量计

精度高、测量范围宽、没有运动部件、无机械磨损、维护方便、压力损失小、节能效果明显。图3-33卡曼涡街102

漩涡流量计是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表。精品资料漩涡(xuánwō)流量计基本工作(gōngzuò)原理把一个漩涡发生体（非流线型对称物体）垂直插在管道中，当流体绕过漩涡发生体时会在其左右两侧后方交替产生旋转方向相反的漩涡，