流量检测及功能介绍

3.4流量的检测与变送生产过程中要检测各种流体的流量，以节约能源、改进产品质量。随着工业技术的发展，要求流量测量的精度更高；测量的流体从单相的液体、气体到混相流体；测量条件从高温到低温，从高压到低压；另外有高粘度的流体还有低粘度的流体，流动状态有层流、紊流和脉动流。因此流量的测量非常复杂多样，用一种测量方法根本不可能完成所有流量的测量。3.4.1流量的概念与检测方法1.流量的概念工业上的“流量”通常是指在单位时间内流过管道某截面流体的体积或质量.前者称为体积流量(qv),后者称为质量流量(qm).

关系：在一段时间内流过截面的流体总量称为累积流量，累积流量时流量对时间的积分，即2.流量的检测方法（1）体积流量检测方法：容积法（单位时间内排出流体的固定体积数）,速度法（管道内的平均流速乘以管道面积）差压式；容积式有椭圆齿轮式、腰轮式和皮膜式差压式有节流式、均速管、弯管、靶式和浮子等速度式有涡轮、涡街、电磁和超声波流量计等（2）质量流量检测法：间接法（体积流量乘以密度）和直接法（仪表直接测得）。一、流量的概念和单位1.定义流体流过一定截面的管道时所具有的数量称为流量。2.分类瞬时流量（单位时间内通过的流体的量）和累积流量（总流量，是指一段时间内通过流体的数量）。流量的测量一般指瞬时流量。6.1.流量检测的基本概念3.单位根据表示方法的不同而有不同的单位质量流量单位时间内通过的流体的质量qV为体积流量，m3/s；V为流体体积，m3。qm为质量流量，单位㎏/s；M为流体质量，㎏；t为时间，s；ρ为流体密度，kg/m3；v为流体平均流速，m/s；A为流通截面积，㎡。体积流量单位时间内通过的流体的体积重量流量单位时间内通过的流体的重量qw为重量流量，N/s；w为流体重量，N。流量范围及范围度

流量范围指可测最大流量和最小流量所限定的范围。最大流量与最小流量的比值，称为范围度。流量计范围度的大小受仪表的原理与结构所限制。测量精确度和误差流量计标出的精确度为基本误差。而现场使用中由于偏离标定条件会产生附加误差，所以要按有关规定计算附加误差。压力损失流量计通常是一个阻力件，会给流体造成能量消耗。所以，压力损失大小是流量计选型的一个重要指标。2.4.2典型流量检测仪表1.容积式流量计原理:原理：利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。主要用于测量累积流量。椭圆齿轮流量计特点：适用于高粘度液体的测量。流量计基本误差为±0.2%~±0.5%。范围度为10：1；工作温度要低于120℃，以防止齿轮卡死。在实用时要注意防止齿轮的磨损与腐蚀，以延长仪表寿命。(2)腰轮流量计原理与椭圆齿轮流量计相同。为减小两转子的磨损，在壳体外与腰轮同轴的齿轮作为传递转动力矩之用，因此比椭圆齿轮能保持长期稳定性。特点：可以测量液体和气体，也可以测高粘度流体。基本误差为±0.2%~±0.5%，范围度为10：1；工作温度要低于120℃，压力损失小于0.02MPa差压式流量计也称节流式流量计工作原理：在流通管道上设置流动阻力件，流体通过阻力件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间有确定的数值关系，通过测量差压值可以求得流体流量。组成：产生差压的装置和差压计产生差压的装置：节流件（孔板、喷嘴、文丘利管等）；动压管、均速管、弯管等；靶和浮子等。1.节流式流量计

可测量液体、气体、或蒸汽 节流式流量计中产生差压的装置称节流装置，其主体是一个局部收缩的阻力件，称为节流元件。通过节流元件改变流体流通截面，从而在节流元件前后形成压力差。2.速度式流量计1)差压式流量计

节流装置分类：标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置的型式已经标准化，在规定了取压方式和前后直管段长度、流体的种类和流动条件下，有标准的流量—差压关系；而非标准节流装置由于使用条件差异大，故没有标准化，用于解决脏污和高粘度流量的测量。 节流式流量计的特点是结构简单，无可动部件；可靠性高，复现性能好；适用性较广，它适用于各种工况下的单相流体，适用的管道直径范围宽，可以配用通用差压计；装置又标准化。其缺点是安装要求严格；流量计前后要求较长的直管段；测量范围窄，一般范围度为3：1；压力损失较大；对于较小直径的管道测量比较困难(D<50mm)；精度不够高(±1%~±2%)。 2.差压流量计1)流量孔板流体流经孔板时，流束断面变化，流速显著增加，因而动能增加，为保证能量守恒，故静压力减小，流体流经孔板后，断面逐渐增加恢复到原来的状态，流速逐渐降低为原来值，静压力回升，但由于能量损失-部分用于摩擦、撞击和涡流，所以压力有损失，不能回到原来的值。流量方程根据柏努利方程和流体连续性方程对于不可压缩流体其体积流量为:质量流量方程为:工程上实用的流量方程α－流量系数ε-流体膨胀的校正系数。对于不可压缩流体ε＝1，对于可压缩流体ε＜1m-面积比D-管道内径d-节流装置的开孔直径γ－被测流体的重度（一般采用密度）标准节流装置（2）涡街流量计周期稳定，有当进而有对圆柱、三角柱、方柱：灵巧烦型涡随街流烧量变庄送器3.直接鄙式质惰量流坚量计姐（科垃氏流主量计洋）（您图2－50）实验市图示著说明肝：a)水静汁止、欧管摆纳动；b)、c)水流季动、祸管摆金动，批出水怜侧的例摆动吗先于菠入水订侧；盏出水访侧摆待动的驴相位佳超前滚入水匆侧；银相位大差→质量永流量双弯蛙管型（图2－51）：扶水按辆箭头西流入云、流小出；A、B、C三处带各按吉一组呈压电说换能肌器：A处加洒交变些电压苗，B、C检测萌振动咱幅度→相位启差→4～20驶mA她→质量游流量原理挡其变库换元振件为瓶一个麻形状迫简单光的靶方（一饱般是厕一个杰薄圆扣盘）繁，流丝式体在邀流动腐中受扬到阻业力而呆在靶上的前丽后形捧成静匠压差浴，靶喂上所迎受流靠体的胆作用圆力与抖流速竿之间秋存在畏着一议定的痒关系先。通脑过测周量作扫用力另可知址流速琴，从颜而确筒定流俘量。流量润方程桌式υ为流样体通讲过环怀隙截看面的坝流速舌；ρ为流皂体的享密度舒；F为作不用力欺；Ka为流刻量系钩数，留需实脆验确舞定特点筝结冲构简蠢单，辈适于累测量梯高粘缩慧度、出高脏恨污的碍流量袭。压泡力损抚失大初，测享量精胸度不训高。标定态：在漆保证木实验炎条件脖下，壮通过其挂重蓄物产树生的显力代快替靶抬在工阻作时呢所受蓄流体令的作嫂用力栏而进收行流棍量计却的标岭定。蛙用此压方法渔还可魄以进载行零苏点和泼量程吧的调狱整、炸仪表震的校肢验。4.靶式黄流量锋计原理煤：也下是利温用节牵流原芬理测绪量流早体的损流量跪，但羊它掩的差养压值价基本坏保持厌不变窄，是绿通过悼节流公面积膊的变信化反泡映流凉量的止大小嗽，故子又称恒压喝降变宪截面技流量矿计，也刘有称携作转子注流量终计。适用洋范围由：可河测量芬液体甲、气屈体等穗多种烧介质赵的流孙量，姻特别挽是中俭小管痰径、轰中小皂流量而和较葛低雷祥诺数舰的流监量测蹄量。特点狗：结续构简给单，帆使用伏维护饲方便维，对泉仪表车前后迁直管樱段长甘度要槐求不肢高，愈压力温损失性小而压且恒槽定，妹测量宜范围炮比较屑宽，召刻度姿为线稼性。暴浮子爱流量衫计测煤量精卡度为±2门%左右滋。但扇仪表砌测量溪受被纤测介争质的举密度砍、粘痛度、深温度帐、压惠力、蹄纯净戚度影姓响，歉还受随安装匀位置乒的影董响。5.浮子鹅流量念计籍节炼流式结构盐：测量认主体育由一秒根自纳下向释上扩估大的削垂直氏锥管祝和一祸只可纱以沿序锥管婚轴向雹上下邀移动秃的浮弹子组叛成。房诚流体更由锥弊管的阅下端病进入感，经匠过浮暮子与民锥管梨的环品隙从博上端我流出驼。(1纠)测量口原理挡及结托构测量屡原理：浮子谣受力—重力属、流浅体的笛浮力湾和因构节流幼作用辞而在乓浮子傅上下篇端面棉产生婚差压今形成奔的上烘升力袍。平讲衡时危，浮械子就列稳定别在一系定的航位置凶上，沫流量钳增大尤时，蚕环形视截面俭中流甚速增扰加，伏上下稿面的费静压坐差增壤加，糖浮子膏向上纲浮起嫁，在话新的统位置锡处，竿环形丛流通注截面绢增大涌，流过速降崖低，洗静压演差减盾小，戚达到起新的葛平衡谊，平织衡位猪置的代高度押与所旋通过押的流弯量有都对应哨的关兄系，紫这个斧高度谊就代扶表流歼量值肢的大芳小。根据皮浮子富在锥佣管中周的受症力平崇衡条狐件，涨可以看写出改力平悄衡公角式：式中听，△p为差抚压；Af、Vf分别讨为浮非子的星截面心积和环体积沙；ρf、ρ分别圾为浮星子和些流体却的密俩度；g为重劣力加州速度唉。式中届，A0为环俘隙面蜻积，付它与熔浮子雾高度h对应赵；α为流顾量系脾数。将此妹式代株入节龙流流随量方躲程式则有哭：对于民小锥省度锥惰管，腹近似汗有A0兴=ch，系数c与浮轧子和里锥管寒的几启何形方状及劫尺寸有有关嗽。流例量方剪程式纯：此式如给出绍了流纪量与痰浮子胆高度叶之间券的关作系，防这个惨关系留近似降线性凝。流量压系数α与流丙体粘棚度、金浮子姑形式毯、锥绿管与澡浮子捎的直摔径比看及流叫速分辉布等仔有关构，每捷种流漠量计剧有相想应的纵界限困雷诺饲数，矩在低没于此拴值情挖况下准，α不再甲是常忽数。萌流量剑计应抛工作须在α为常帮数的亮范围软，即识大于回一定白的雷奏诺数仇。分类队：采万用玻魂璃锥党管的兄直读询式浮姿子流芬量计齿和采题用金名属锥伍管的嗽远传昆式浮逝子流表量计蜂。直读夫式浮俊子流协量计主要蒜由玻疮璃锥仆管、顷浮子饰和支厘撑结水构组先成。怀流量携表尺近直接拜刻在凑锥管毒上，详由浮底子位梅置高塑度读摊出流峡量值歌。远传绒式浮帖子流堆量计可采畅用金忍属锥缘瑞形管滩，它槽的信握号远然传方康式有槽电动评和气因动两罢种类晓型，涌测量鸡转换卷机构抓将浮汤子的浇移动杆转换移为电朗信号守或气不信号竹进行绩远传呀及显念示。电远疑传浮跃子流逢量计干工作折原理1-浮子2-锥管3-连动受杆4-铁心5-差动苍线圈a.浮子高流量统计的址刻度你换算浮子珠流量拔计是乔一种占非通与用性没仪表用，出党厂时烟需单快个标降定刻杠度。讯测量杆液体透的流劣量计县用常塌温水辛标定谜，测芒量其疲他的勉浮子良流量期计用恒常温饼常压芹的空遭气标亲定。磁在实跟际测慢量时交，如凳果被汉测介骡质不给是水胶或空系气，扛则流容量计炼的指参示值露与实权际流辆量值咱之间物存在董差别判，因夹此，亮要对那其进猴行刻锹度换锅算修献正。(2品)浮子土流量绑计的高使用雹和安登装对于尽一般膜液体凉介质，当够温度遍和压顽力变粱化时口，流糕体的每粘度犁变化松不会肯超过10岸mP仔a·药s，只需婚进行膀密度趟校正钱。根碌据前攀述流碍量方秆程式幸，可邻以得区到修粥正式意为：式中q’v为被幻玉测介珍质的倚实际扬流量璃；qv0为流惧量计丘标定宇刻度积流量牢；ρ’为被渴测介滨质密驴度；ρ0为标识定介尊质密扛度；ρf为浮否子密颜度。Ρ0为标昆定状确态下绳空气女密度吩；ρ’为测今量时鹅气体绣密度对于浑非空充气气控体介迅质，由此于ρf>>铃ρ’或ρ0，上狗式可俭简化径为：对于围气体袜介质购，当评气体引的温浓度、稿压力衰与标蛾准状乌态不纵同时懂，也浸要修篮正为缘瑞：例：撕某转势子流惯量计蜡测二启氧化现碳气浇的流驶量，约测量笑时被裕测气跪体的违温度严是40济℃，压子力是49挡.0窗3k宾Pa（表压两力）悔，若作流量兆计的陵读数庸为12治0m3/h，问实悬际流蚕量是耕多少养？已知亏标定纺时绝束对压滔力P=仗98投.0疑6k殿Pa日,t载=2烘0℃宴,此时始二氧肉化碳肝的重唤度为18出.0挪7N巷/m3,空气家的重去度为11敬.8厌2N会/m3解：测量溪原理是基辽于与神流体膀速度知有关瞒的各悦种物剪理现器象，闸仪表栽的输斤出与赔流速赢有确证定的垫关系买，即监可知钓流体站的体泄积流径量。种类很多痒，各矮有特蜂点和铅适用荒范围耻。1.涡轮棋流量活计涡轮甘流量佛计是秧利用恒安装懒在管园道中侨可以邀自由塌转动虫的叶尝轮感废受流胸体的疤速度粥变化傲，从蠢而测池定管塞道内科的流雾体流最量。(1博)涡轮傍流量眨计的迈构成减和流便量方欲程式结构三、条速度买式流贺量计图6-沫16涡轮决流量弄计结最构示何意图1-紧固毫环2-壳体3-前导塞流件4-止推显片5-叶轮6-磁电申转换济器7-轴承8-后导就流件涡轮：测量很元件锐，由状导磁祸系数俯较高吊的不课锈钢烛材料齿制成净，轴比芯上雪装有羊数片东呈螺啊旋形蛋或直揭形的狼叶片劳，流役体作罢用于摆叶片趟，使革涡轮秘转动壳体猴和前银后导犹流件：由非辞导磁骄系数讽较高垒的不喉锈钢容材料滔制成渗，导加流件钩由四泉片互凳相垂血直的禾直片娱组成猪，用窜以去瓣掉来己流中姓的旋坦涡，教使流分体平烤行于粒轴线贵流动庭。轴承：导流缘瑞件上透装有最滚动续轴承汽或滑币动轴浓承，妖用来覆支撑眯转动果的涡行轮。磁电糕转换蜡器：将涡朱轮的定转速隆转换活为电会信号疗。正塞对着皆叶轮乎，永丸久磁膏铁产吉生的料磁力曾线穿蜻过线肿圈中恢的铁日芯和熄流量姓计的喜壳体影，经赤叶片百和空牲气而咏闭合尾。当吓叶轮铁在被镇测流转体的徐推动负下转赢动时碍，叶冻片正涛对着勒铁芯叹和偏鲁离铁约芯时扔磁路蜜的磁虾阻变沈化最娇大，枝此时仔线圈执中磁冲通发满生很尽大的泰变化肆，从吼而在孙线圈好中感途应出斤交变链电势磨来。绩电势蓝的频存率是诸叶片驳通过趟铁芯烫处的膛频率兼，与廊叶轮隙的转撑速成奴正比块，而常叶轮义的转族速与裙流体竭的流不速成违正比流量末方程贼式竞表示辣为：式中破，qv为体陶积流梢量；f为信誓号脉葱冲频绍率；ξ为仪包表常喝数，绘其与使涡轮辉结构管等因丹素有局关，络流量劳较小梯时，霸随流薄量的蔑增加屈而增扔大，幅只有霸达到似一定祖值时坡近似杠为常飘数，毅在使企用范堤围内房诚应保榆持其樱为常挺数，脱对每古台流动量计汪，仪纹表常异数是抄用实德际流做体标鞠定而猪取得存的。涡轮梦流量冒计的显示逮仪表是一爸个脉暮冲频汁率测星量和扰计数污的仪柏表，老根据屈单位歪时间去的脉卵冲数鸣和一邀段时血间的罩脉冲极数，归分别根显示眼瞬时免流量泳和累晴积流片量。（2）涡倍轮流烟量计症的特座点和四使用特点：可闭测液捕体、水气体暮流量塘，但赏要求勒被测撤介质辫洁净段，且现液体倚的粘瞒度不斗能太摆大。事测量齿精度至较高案（0.南5级）疲；刻魂度为耕线性驶；输采出频姿率信慢号便闲于远烘传及炕与计摩算机童相连乏；仪若表的贝工作磁范围势较宽假和较紧高的述耐压隙能力安；压纱力损特失小珠。安装脉：一角般应塔水平蹄安装失，并戚保证简其前蜡后有烛一定驳的直妹管段仙。为要保证鉴介质容洁净续，表疼前应难装过嗓滤装阁置。水如果插被测后液体谋易气棒化或庆含有难气体膀时，没要在着仪表赶前装巧消气路器。缺点：制针造困亲难，指成本织高。假由于喷涡轮卷高速挪转动全，轴唉承易贺磨损喷，降斤低了将长时啦期运旷行的潮稳定客性，中影响胶使用把寿命研。通常旦涡轮歪流量握计主易要用厌于测圾量精暂度要痰求高踢、流炼量变记化快迎的场鼠合，事还用款作标州定其慨他流祝量的阶标准摊仪表驰。原理妻：基梳于电磁辜感应摇原理，可星以测翼量具监有一交定电付导率况的液届体的党体积内流量浆。导嘱电流赵体在夹磁场付中垂缠直于粪磁力排线方里向流花过，令根据悟右手办定则盯，在性流通凉管道痰两侧志的电闯极上我将产奴生感晨应电妈势，执感应闯电势著的大签小与资流体杀速度铁有关尖，通裕过测献量此翁电势翼可求两得流是体流畜量。优势姻：测喷量的发准确播度不杠受被夹测液餐体的缴粘度侵、密千度、垂温度嫩以及晌电导衰率的旧影响政（但短不能鉴太小桃），穿测量地管中鼠没有痒任何稠阻碍抖被测嚼液体料流动床的部欲件，守所以袭几乎习没有给压力叼损失匀。适尝当选刮择测负量管润中的虑绝缘项内衬宏和测皱量电革极的皂材料尝，就骨可以糊测量赵各种彻腐蚀吼性溶峰液的盏流量吃，尤足其是袖在测幻玉量含克有固脚体颗杨粒的牲液体检如泥体浆、武纸浆鸡和矿轮浆等采的流亮量时格，更贼显示右优越座性。3.电磁病流量作计如图鹊，感逆应电方势E与流攻速的控关系宣由下财式表圣示：式中累，C为常欢数；B为磁编感应誉强度政；D为管自道内宋径；v为流逆体平农均流旋速。(1股)电磁牧流量飘计的惑组成硬及流宜量方继程式当仪巧表结节构参难数确屠定之粒后，耗感应候电势影与流腿速v成对蓄应关醒系，钓则流乎体体宏积流居量可忌以求键得。民其流量军方程雪式可写区作：式中势，K为仪杰表常葡数；壮对于备固定曾的电延磁流膛量计寇，K为定博值。结构刻如图，测散量主犁体由碰磁路骄系统售、测仆量导结管、吊电极食和调肢整转惹换装熊置组叠成。¤¤电磁迟流量刚计转红换部蜜分的制输出筑电流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