传感器与检测技术（第5版）课件 7.2 差压式流量计

7.2差压式流量计（DPF）历史悠久、技术成熟、应用最广泛。按检测件的作用原理分:

节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压增益式和射流式等几大类，节流式和动压头式应用最为广泛。节流式特点：结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。节流式差压流量测量

7.2.1差压式流量计组成及测量原理7.2.2节流装置7.2.1差压式流量计组成及测量原理1.差压式流量计组成2.测量原理1.差压式流量计组成差压式流量计组成框图节流装置：安装于管道中产生差压，节流件前后的差压与流量成开方关系。引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。2.测量原理孔板附近的流速和压力分布测量原理当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。 流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质（密度、粘度）设被测流体为不可压缩的理想流体（液体），根据伯努利方程，对截面I—I、Ⅱ—Ⅱ处沿管中心的流体有以下能量关系：式中，p’1、v1——截面I—I处的压力和速度；

p’2、v1

——截面Ⅱ—Ⅱ处的压力和速度。根据流体的连续性方程得：代入式（7.2.2）得对于截面积Ⅱ—Ⅱ代入质量流量方程得反映质量流量和孔板前后压差之间关系的理论方程式A2代表流束最小收缩截面，用孔板的开孔截面A0代替式（7.2.4）对式（7.2.4）用一个无量纲数C修正，C称为流出系数。上式为针对不可压缩的理想流体而得出的流量公式。对于可压缩流体（如各种气体、蒸汽）流过节流装置时，压力发生改变必然引起密度的改变，因此对于可压缩流体上式应引入气体可膨胀系数，则式变为：差压式流量计的流量公式节流式差压流量测量

7.2.1差压式流量计组成及测量原理7.2.2节流装置7.2.2节流装置按其标准化程度分：

(1)标准节流装置 按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流校准即可确定其流量值并估算流量测量误差;

(2)非标准节流装置 成熟程度较差，尚未列入标准文件的检测件。标准型节流装置

节流装置=节流元件+取压装置+上下游测量导管图7.2.3标准型节流装置（a）孔板（b）喷嘴1.标准型节流装置标准节流装置ISO5167或GB／T2624中所包括的节流装置称为标准节流装置。标准孔板标准喷嘴经典文丘里管文丘里喷嘴。（1）标准孔板

标准孔板图孔板的三种取压方式

表7.2.3标准孔板使用范围（d和D的单位用mm）角接取压法兰取压D（D/2）取压d≥12.550≤D≤10000.20≤β≤0.755000≤Re（0.20≤β≤0.45）1260β2D≤Re10000≤Re（0.45<β）（2）标准喷嘴ISA1932喷嘴长径喷嘴ISA1932喷嘴长径喷嘴

2.非标准节流装置（1）低雷诺数：1/4圆孔板，锥形入口孔板，双重孔板，双斜孔板，半圆孔板等；（2）脏污介质：圆缺孔板，偏心孔板，环状孔板，楔形孔板，弯管节流件等；（3）低压损：罗洛斯管，道