第3章-流量檢測

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動化 第三章第三章 流量檢測流量檢測 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n差壓式流量計差壓式流量計 n節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 n標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 n力矩平衡式差壓變送器力矩平衡式差壓變送器 n差壓式流量計的測量誤差差壓式流量計的測量誤差 n轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 n工作原理工作原理 n電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計 n漩渦流量計漩渦流量計 1 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 n質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計 n直接式質(zhì)量流量計直接式質(zhì)量流量計 n補(bǔ)償式質(zhì)量流量計補(bǔ)償式質(zhì)量流量計 n其他流量計其他流量計 n 靶式流量計靶式流量計 n 橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計 n 渦

2、輪流量計渦輪流量計 n 電磁流量計電磁流量計 2 概述概述 是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn) 以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個重要參數(shù)。以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個重要參數(shù)。 單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體 數(shù)量的大小數(shù)量的大小, ,即瞬時流量。即瞬時流量。 在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和, , 即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值。即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值。 3 概述概述 M QQM或 如以如以 t t 表示時間表示時間, ,則流量和總量之間的關(guān)系是則流量和總量之間的關(guān)系是

3、 tt MdtMQdtQ 00 , 總總 測量流體流量的儀表。測量流體流量的儀表。 : :測量流體總量的儀表。測量流體總量的儀表。 4 概述概述 以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù) 來計算流量的儀表來計算流量的儀表 以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的以單位時間內(nèi)所排出的流體的固定容積的 數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。 以測量流體流過的質(zhì)量以測量流體流過的質(zhì)量M M為依據(jù)的流量計。為依據(jù)的流量計。 質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。 5 分分 類類 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計

4、是基于流體流動的節(jié)是基于流體流動的節(jié) 流原理流原理, ,利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn) 流量測量的。流量測量的。 通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置 和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以 及顯示儀表所組成。及顯示儀表所組成。 6 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 n 一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時, ,在節(jié)流裝置前后在節(jié)流裝置前后 的管壁處

5、的管壁處, ,流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象節(jié)流現(xiàn)象。 7 7 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 圖圖3-1 3-1 孔板裝置及壓孔板裝置及壓 力、流速分布圖力、流速分布圖 要準(zhǔn)確測量出截面要準(zhǔn)確測量出截面、處的處的 壓力有困難，因為產(chǎn)生最低靜壓壓力有困難，因為產(chǎn)生最低靜壓 力力p p2 2的截面的截面的位置隨著流速的位置隨著流速 的不同會改變。因此是在孔板前的不同會改變。因此是在孔板前 后的管壁上選擇兩個固定的取壓后的管壁上選擇兩個固定的取壓 點，來測量流體在節(jié)流裝置前后點，來測量流體在節(jié)流裝置前后 的壓力變化。因而所測得的壓差的壓力變化。因而所測

6、得的壓差 與流量之間的關(guān)系，與測壓點及與流量之間的關(guān)系，與測壓點及 測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。 8 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基 本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連 續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 pFMpFQ 10 1 0 2 2 要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。的取值。 流量與壓力差流量與壓力差PP的平方根成正比。的平方根成正比。

7、9 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置如孔板、噴嘴、文丘里國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置如孔板、噴嘴、文丘里 管等標(biāo)準(zhǔn)化管等標(biāo)準(zhǔn)化, ,并稱為并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。 采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計計算時都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計計算時都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的 規(guī)定、要求和計算所需要的通用化實驗數(shù)據(jù)資料。規(guī)定、要求和計算所需要的通用化實驗數(shù)據(jù)資料。 10 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 在加工制造和安裝方面在加工制造和安裝方面, ,以孔板為最簡單以孔板為最簡單, ,噴嘴次之噴嘴次之, ,文丘文丘 里管最復(fù)雜。造價高低也與此相對應(yīng)。實際上里管最復(fù)雜。造價高

8、低也與此相對應(yīng)。實際上, ,在一般場合在一般場合 下下, ,以采用孔板為最多。以采用孔板為最多。 當(dāng)要求壓力損失較小時當(dāng)要求壓力損失較小時, ,可采用噴嘴、文丘里管等?？刹捎脟娮?、文丘里管等。 11 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的 介質(zhì)流量時介質(zhì)流量時, ,采用噴嘴較采用孔板為好。采用噴嘴較采用孔板為好。 在流量值與壓差值都相同的條件下在流量值與壓差值都相同的條件下, ,使用噴嘴有較高的使用噴嘴有較高的 測量精度測量精度, ,而且所需的直管長度也較短。而且所需的直管長度也較短。 如被測介質(zhì)是高

9、溫、高壓的如被測介質(zhì)是高溫、高壓的, ,則可選用孔板和噴嘴。文則可選用孔板和噴嘴。文 丘里管只適用于低壓的流體介質(zhì)。丘里管只適用于低壓的流體介質(zhì)。 12 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道 的軸線同心的軸線同心, ,并使節(jié)流裝置端面與管并使節(jié)流裝置端面與管 道的軸線垂直。道的軸線垂直。 在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管 徑徑(2D)(2D)的一段管道內(nèi)壁上的一段管道內(nèi)壁上, ,不應(yīng)有凸不應(yīng)有凸 出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。 13 LGD一體化差壓式流量計一體化差壓式流量計 第一節(jié)第

10、一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 任何局部阻力任何局部阻力 ( (如彎管、三通管、閘閥等如彎管、三通管、閘閥等) )均會引均會引 起流速在截面上重新分布起流速在截面上重新分布, ,引起流量系數(shù)變化。所以引起流量系數(shù)變化。所以 在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管。在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 ( (孔板、噴嘴孔板、噴嘴) ,) ,一般都用于直徑一般都用于直徑 D50mmD50mm的管道中。的管道中。 被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道并且連續(xù)流動。被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道并且連續(xù)流動。 管道內(nèi)的流束管道內(nèi)的流束 ( (流動狀態(tài)流動狀態(tài)) )應(yīng)該是穩(wěn)定的。應(yīng)該是穩(wěn)

11、定的。 被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。 14 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 n三、力矩平衡式差壓變送器三、力矩平衡式差壓變送器 15 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 分類分類 按按使用的能源使用的能源不同不同, ,單元組合式儀表有氣動單元組單元組合式儀表有氣動單元組 合式儀表合式儀表(QDZ(QDZ型型) )和電動單元組合式儀表和電動單元組合式儀表(DDZ(DDZ型型) )。 差壓變送器差壓變送器可以將差壓信號可以將差壓信號pp轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的 氣壓信號或電流信號氣壓信號或電流信號, ,可以連續(xù)地測量差壓、液位、分

12、可以連續(xù)地測量差壓、液位、分 界面等工藝參數(shù)。當(dāng)它與節(jié)流裝置配合時界面等工藝參數(shù)。當(dāng)它與節(jié)流裝置配合時, ,可以用來連可以用來連 續(xù)測量液體、蒸汽和氣體的流量。續(xù)測量液體、蒸汽和氣體的流量。 1616 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 力矩平衡式差壓變送器是一種典型的自平衡檢測力矩平衡式差壓變送器是一種典型的自平衡檢測 儀表儀表, ,它利用它利用的工作原理克服元件材料、加工的工作原理克服元件材料、加工 工藝等不利因素的影響工藝等不利因素的影響, ,使儀表具有較高的測量準(zhǔn)確使儀表具有較高的測量準(zhǔn)確 度度 ( (一般為一般為0.50.5級級) )、工作穩(wěn)定、可靠、線性好、不靈、工作穩(wěn)定、可靠

13、、線性好、不靈 敏區(qū)小、溫度誤差小等一系列優(yōu)點。敏區(qū)小、溫度誤差小等一系列優(yōu)點。 17 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 pfF 測 在差壓在差壓p p作用下，產(chǎn)生一個測試作用下，產(chǎn)生一個測試 力，即力，即 f f為膜片的有效面積。為膜片的有效面積。 （3-53-5） 1818 圖圖3-2 DDZ-3-2 DDZ-型差壓變送器示意圖型差壓變送器示意圖 11測量氣室測量氣室 ; 2; 2測量膜片測量膜片 ; 3; 3支點支點 ; 4; 4主杠桿主杠桿 ; 5; 5推板推板 ; 6; 6矢量矢量 板板 ; 7; 7拉桿拉桿 ; 8; 8支撐簧片支撐簧片 ; 9; 9動鐵心動鐵心 ; 10;

14、10差動變送器差動變送器 ; 11; 11副杠副杠 桿桿 ; 12; 12放大器放大器 ; 13; 13永久磁鋼永久磁鋼 ; 14; 14可動線圈可動線圈 ; 15; 15調(diào)零彈簧調(diào)零彈簧 DDZ-DDZ-型差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換型差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換 為為4 420mA20mA的直流電流信號。的直流電流信號。 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 該變送器是按該變送器是按工作的。根據(jù)主、副杠桿工作的。根據(jù)主、副杠桿 的平衡條件可以推導(dǎo)出被測壓力的平衡條件可以推導(dǎo)出被測壓力p p與輸出信號與輸出信號I I0 0的關(guān)系。的關(guān)系。 211 lFlF 測 （3-63-6） 式中，式中， 、

15、分別為分別為F F測 測、 、F F1 1離支點離支點O O1 1的距離。的距離。 1 l 2 l 將式（將式（3-53-5）代入式（）代入式（3-63-6）, ,有有 pKpf l l F 1 2 1 1 （3-73-7） 式中式中, , 為一比例系數(shù)。為一比例系數(shù)。 f l l K 2 1 1 19 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 0302 3 4 2 IKIK l l F tan 0 pKI 3 1 K K K 3 l 4 l 電 F 將式（將式（3-103-10）代入式（）代入式（3-93-9）, ,得得 02I KF 電 （3-103-10） 432 lFlF 電 、 分別為

16、分別為F F2 2及電磁力及電磁力 離副杠桿十字支撐簧片的距離。離副杠桿十字支撐簧片的距離。 （3-93-9） （3-113-11） tantan 112 pKFF而而（3-83-8） 聯(lián)立式（聯(lián)立式（3-83-8）與（）與（3-113-11）, ,得得 （3-203-20） 式中式中, , 為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。 2020 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 在現(xiàn)場實際應(yīng)用時在現(xiàn)場實際應(yīng)用時, ,往往具有比較大的測量誤差往往具有比較大的測量誤差, , 有的甚至高達(dá)有的甚至高達(dá)10102020。 不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計計算和加工制造，不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計計算和加

17、工制造， 更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保 證差壓式流量計有足夠的實際測量精度。證差壓式流量計有足夠的實際測量精度。 21 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 被測流體工作狀態(tài)的變動。被測流體工作狀態(tài)的變動。 節(jié)流裝置安裝不正確。節(jié)流裝置安裝不正確。 孔板入口邊緣的磨損。孔板入口邊緣的磨損。 導(dǎo)壓管安裝不正確導(dǎo)壓管安裝不正確, ,或有堵塞、滲漏現(xiàn)象或有堵塞、滲漏現(xiàn)象 差壓計安裝或使用不正確差壓計安裝或使用不正確 到到2323頁頁 到到2727頁頁 22 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 23 導(dǎo)壓管要正確地安裝導(dǎo)壓管要正

18、確地安裝, ,防止堵塞與滲漏防止堵塞與滲漏, ,否則會引起較大否則會引起較大 的測量誤差。對于不同的被測介質(zhì)的測量誤差。對于不同的被測介質(zhì), ,導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的 要求要求, ,下面分類討論。下面分類討論。 圖圖3-3 3-3 測量液體流量測量液體流量 時的取壓點位置時的取壓點位置 圖圖3-4 3-4 測量液體流量時的連接圖測量液體流量時的連接圖 11節(jié)流裝置；節(jié)流裝置；22引壓導(dǎo)管；引壓導(dǎo)管；33放空閥；放空閥；44平衡平衡 閥；閥；55差壓變送器；差壓變送器；66貯氣罐；貯氣罐；77切斷閥切斷閥 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 取壓點應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半

19、部取壓點應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部, ,與水平線夾角與水平線夾角為為 0 04545。 引壓導(dǎo)管最好垂直向下引壓導(dǎo)管最好垂直向下, ,如條件不許可如條件不許可, ,導(dǎo)壓管亦應(yīng)下導(dǎo)壓管亦應(yīng)下 傾一定坡度（至少傾一定坡度（至少120120110110）, ,使氣泡易于排出。使氣泡易于排出。 在引壓導(dǎo)管的管路中在引壓導(dǎo)管的管路中, ,應(yīng)有排氣的裝置。應(yīng)有排氣的裝置。 24 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 25 取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。 引壓導(dǎo)管最好垂直向上引壓導(dǎo)管最好垂直向上, ,至少亦應(yīng)向上傾斜一定的坡度至少亦應(yīng)向上傾斜一定的坡度, , 以使引壓導(dǎo)管中不滯留液

20、體。以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。 如果差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下如果差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下, ,則需加裝貯液罐和排則需加裝貯液罐和排 放閥放閥, ,如圖如圖3-53-5所示。所示。 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 圖圖3-5 3-5 測量氣體流量時的連接圖測量氣體流量時的連接圖 11節(jié)流裝置；節(jié)流裝置；22引壓導(dǎo)管；引壓導(dǎo)管； 33差壓變送器；差壓變送器；44貯液罐；貯液罐； 55排放閥排放閥 圖圖3-6 3-6 測量蒸汽流量的連接圖測量蒸汽流量的連接圖 11節(jié)流裝置；節(jié)流裝置；22凝液罐；凝液罐； 33引壓導(dǎo)管；引壓導(dǎo)管；44排放閥；排放閥； 55差壓變送器；差壓變送器；66平衡閥

21、平衡閥 26 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓式流量計 27 差壓計或差壓變送器安裝或使用不正確也會引起測量誤差。差壓計或差壓變送器安裝或使用不正確也會引起測量誤差。 由引壓導(dǎo)管接至差壓計或變送器前由引壓導(dǎo)管接至差壓計或變送器前, ,必須安裝切斷閥必須安裝切斷閥1 1、 2 2和平衡閥和平衡閥3 3, ,如圖如圖3-73-7所示。所示。 測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計）的測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計）的 介質(zhì)流量時介質(zhì)流量時, ,必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式 如圖如圖3-83-8所示。所示。 第一節(jié)第一節(jié) 差壓式流量計差壓

22、式流量計 圖圖3-7 3-7 差壓計閥組安裝示意圖差壓計閥組安裝示意圖 1 1，22切斷閥；切斷閥；33平衡閥平衡閥 圖圖3-26 3-26 隔離罐的兩種形式隔離罐的兩種形式 28 第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 n一、工作原理一、工作原理 29 轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方 法。法。 圖圖3-9 轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖 第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 AppgV ft21 轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是 （3-13） phM f 2 根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)

23、的流量大小根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量大小 或或 phQ f 2 將式（將式（3-26）代入上兩式，得）代入上兩式，得 A gV hM fft 2 或或 A gV hQ f ft 2 A gV ppp ft 21 由式（由式（3-25）可得）可得 （3-14） 30 第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 31 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h h轉(zhuǎn)換為電信號轉(zhuǎn)換為電信號, ,適適 合于遠(yuǎn)傳合于遠(yuǎn)傳, ,進(jìn)行顯示或記錄。進(jìn)行顯示或記錄。 LZD LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯 示兩部分組成。

24、示兩部分組成。 圖圖3-10 3-10 差動變壓器結(jié)構(gòu)差動變壓器結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 若將轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子若將轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子 與差動變壓器的鐵芯連接起與差動變壓器的鐵芯連接起 來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運 動帶動鐵芯一起運動，那么，動帶動鐵芯一起運動，那么， 就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成 輸出感應(yīng)電勢的大小。輸出感應(yīng)電勢的大小。 32 第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計 33 圖圖3-11 LTD3-11 LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計 第三節(jié)第三節(jié) 漩渦流量計漩渦流量計 精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機(jī)械磨損

25、、維護(hù)精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機(jī)械磨損、維護(hù) 方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。 34 漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體 流量的儀表。流量的儀表。 圖圖3-12 3-12 卡門渦列卡門渦列 (a) (a)圓柱渦列；圓柱渦列； (b)(b)三角柱渦列三角柱渦列 第三節(jié)第三節(jié) 漩渦流量計漩渦流量計 熱學(xué)法熱學(xué)法 電容法電容法 壓差法壓差法 漩渦頻率的檢測方法漩渦頻率的檢測方法 圖圖3-13 3-13 圓柱檢出器原理圖圓柱檢出器原理圖 11空腔；空腔；22圓柱棒；圓柱棒；33導(dǎo)壓導(dǎo)壓 孔；孔；44鉑

26、電阻絲；鉑電阻絲；55隔墻隔墻 滿足滿足h hL L0.2810.281時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由 圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為 d v Sf f 35 旋渦（渦街）式流量計旋渦（渦街）式流量計 第三節(jié)第三節(jié) 漩渦流量計漩渦流量計 第四節(jié)第四節(jié) 質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計 直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量, ,即質(zhì)量流量即質(zhì)量流量M M。 質(zhì)量流量計的最后輸出信號只與介質(zhì)的質(zhì)量流量質(zhì)量流量計的最后輸出信號只與介質(zhì)的質(zhì)量流量M M 成比例成比例, ,這就能從根本上提高流

27、量測量的精度這就能從根本上提高流量測量的精度, ,省去了煩省去了煩 瑣的換算和修正?，嵉膿Q算和修正。 vAM 36 第四節(jié)第四節(jié) 質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計 n 一、直接式質(zhì)量流量計一、直接式質(zhì)量流量計 圖圖3-14 3-14 雙孔板差壓式質(zhì)量流雙孔板差壓式質(zhì)量流 量測量示意圖量測量示意圖 2 32 2 12 QqKpp QqKpp （3-183-18） （3-193-19） 將式將式(3-19)(3-19)減去式減去式(3-18),(3-18),可得可得 QqKpp4 31 KqMpp4 31 即即 37 第四節(jié)第四節(jié) 質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計 QvAM 3838 n 二、補(bǔ)償式質(zhì)量流量計二、補(bǔ)償式質(zhì)

28、量流量計 1.1.流速流速- -密度補(bǔ)償法密度補(bǔ)償法 圖圖3-15 3-15 流速流速- -密度補(bǔ)償法密度補(bǔ)償法 vAM 2.2.壓差壓差- -密度法密度法 圖圖3-16 3-16 壓差壓差- -密度補(bǔ)償法密度補(bǔ)償法 第四節(jié)第四節(jié) 質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計 3.3.壓差壓差- -流速補(bǔ)償法流速補(bǔ)償法 圖圖3-17 3-17 壓差壓差- -流速補(bǔ)償法流速補(bǔ)償法 39 Q Q QM 2 vAQ 又由于又由于 v Q A M 2 1 將式將式 (3-21)(3-21)代入式代入式 (3-20)(3-20)，得，得 LUGB溫壓補(bǔ)償式溫壓補(bǔ)償式 智能氣體流量計智能氣體流量計 第五節(jié)第五節(jié) 其他流量計其他流

29、量計 n 一、靶式流量計一、靶式流量計 便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。 圖圖3-18 3-18 半導(dǎo)體應(yīng)變片式靶式流量變送器半導(dǎo)體應(yīng)變片式靶式流量變送器 11靶；靶；22輸出力杠桿；輸出力杠桿； 33推桿；推桿； 44懸臂塊；懸臂塊； R R1 1R R4 4半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片 4040 第五節(jié) 其他流量計 n 二、橢圓齒輪流量計 41 圖3-19 橢圓齒輪流量計 結(jié)構(gòu)原理 通過橢圓齒輪流量計的 體積流量 0 4nVQ 適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。 測量精度較高,壓力損失較小,安 裝使用也較方便。 橢圓齒輪流量計的入口端必須加 裝

30、過濾器。 橢圓齒輪流量計的使用溫度有一 定范圍。 橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工 成本較高。 第五節(jié)第五節(jié) 其他流量計其他流量計 n 三、渦輪流量計三、渦輪流量計 42 圖圖3-20 3-20 渦輪流量計渦輪流量計 11渦輪；渦輪；22導(dǎo)流器；導(dǎo)流器；33 磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；44外殼；外殼； 55前置放大器前置放大器 安裝方便。安裝方便。 測量精度高測量精度高, ,可耐高壓?？赡透邏骸?反應(yīng)快反應(yīng)快, ,可測脈動流量。可測脈動流量。 輸出信號為電頻率信號輸出信號為電頻率信號, ,便于遠(yuǎn)便于遠(yuǎn) 傳傳, ,不受干擾。不受干擾。 一般應(yīng)加過濾器。一般應(yīng)加過濾器。 安裝時安裝時, ,前后

31、要有一定的直管段。前后要有一定的直管段。 第五節(jié)第五節(jié) 其他流量計其他流量計 n 四、電磁流量計四、電磁流量計 43 能夠測量能夠測量酸、堿、鹽酸、堿、鹽溶液以及含有溶液以及含有固體顆粒固體顆粒（例如泥（例如泥 漿）或漿）或纖維液體纖維液體的流量。的流量。 圖圖3-21 3-21 電磁流量電磁流量 計原理計原理 BDvKEX 感應(yīng)電勢的方向由右手定則判斷，大小感應(yīng)電勢的方向由右手定則判斷，大小 由下式?jīng)Q定由下式?jīng)Q定 （3-233-23） vDQ 2 4 1 而而 （3-243-24） KD D BDK EX 4 將式（將式（4-244-24）代入式（）代入式（4-234-23），得），得 第五

32、節(jié)第五節(jié) 其他流量計其他流量計 只能用來測量導(dǎo)電液體的流量,且導(dǎo) 電率要求不小于水的導(dǎo)電率,不能測量 氣體、蒸汽及石油制品等的流量。要引 入高放大倍數(shù)的放大器,會造成測量系 統(tǒng)很復(fù)雜、成本高,并且易受外界電磁 場的干擾。使用中要注意維護(hù),防止電 極與管道間絕緣的破壞。安裝時要遠(yuǎn)離 一切磁源。不能有振動。 44 電容式電磁流量計電容式電磁流量計 例題分析例題分析 1.1.某差壓式流量計的流量刻度上限為某差壓式流量計的流量刻度上限為320m320m3 3/h ,/h ,差差 壓上限壓上限2500Pa2500Pa。當(dāng)儀表指針指在。當(dāng)儀表指針指在160m160m3 3/h/h時時, ,求相應(yīng)求相應(yīng) 的

33、差壓是多少的差壓是多少 ( (流量計不帶開方器流量計不帶開方器)?)? pFQ 1 0 2 解解：由流量基本方程式可知：由流量基本方程式可知 流量是與差壓的平方根成正比的。當(dāng)測量的所有條流量是與差壓的平方根成正比的。當(dāng)測量的所有條 件都不變時件都不變時, ,可以認(rèn)為式中的可以認(rèn)為式中的、F F0 0、1 1均為不變均為不變 的數(shù)。如果假定上題中的的數(shù)。如果假定上題中的 Q Q1 1 = 320m = 320m3 3/h ;/h ;p p1 1 = = 2500Pa ; 2500Pa ; Q Q2 2 = 160m = 160m3 3/h ;/h ;所求的差壓為所求的差壓為p p2 2 , ,則存在下則存在下 述關(guān)系述關(guān)系 45 例題分析例題分析 2 1 2 1 p p Q Q 1 2