化工儀表自動(dòng)化流量測(cè)量及變送

1、第四章第四章 流量測(cè)量及變送流量測(cè)量及變送概述概述差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)靶式流量計(jì)靶式流量計(jì)容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)其他流量計(jì)其他流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)小小 結(jié)結(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 返回返回 流量?jī)x表的主要功用：流量?jī)x表的主要功用：(1) (1) 作為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)物料數(shù)量的總量表；作為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測(cè)物料數(shù)量的總量表；(2) (2) 在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中只要有流體的系統(tǒng)，都需要進(jìn)行流量的檢測(cè)和在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中只要有流體的系統(tǒng)，都需要進(jìn)行流量的檢測(cè)和 控制?？刂?。(3)(3)特別是在能源計(jì)量方面，無(wú)論是石油、天然氣等，還是二次能源成品油

2、、特別是在能源計(jì)量方面，無(wú)論是石油、天然氣等，還是二次能源成品油、煤氣、石油汽及蒸氣，含能工質(zhì)壓縮空氣、氧、氫和水等都使用著數(shù)量較大煤氣、石油汽及蒸氣，含能工質(zhì)壓縮空氣、氧、氫和水等都使用著數(shù)量較大的流量計(jì)量?jī)x表。流量計(jì)量?jī)x表是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算不可缺少的工具。對(duì)的流量計(jì)量?jī)x表。流量計(jì)量?jī)x表是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算不可缺少的工具。對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)，流量的測(cè)量是交接雙方進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，流量測(cè)量的準(zhǔn)確性就于儲(chǔ)運(yùn)，流量的測(cè)量是交接雙方進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，流量測(cè)量的準(zhǔn)確性就顯得尤其重要。顯得尤其重要。 定義定義: : 流量是指流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。流量是指流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量。 這個(gè)量用流體的體積來(lái)表示稱(chēng)

3、為體積流量（這個(gè)量用流體的體積來(lái)表示稱(chēng)為體積流量（Q Q），簡(jiǎn)稱(chēng)體積流量；），簡(jiǎn)稱(chēng)體積流量； 這個(gè)量用流量的質(zhì)量來(lái)表示稱(chēng)為質(zhì)量流量（這個(gè)量用流量的質(zhì)量來(lái)表示稱(chēng)為質(zhì)量流量（M M），簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)量流量。），簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)量流量。 隨著工藝要求的不同，它的測(cè)量可分為瞬時(shí)流量和累積流量。隨著工藝要求的不同，它的測(cè)量可分為瞬時(shí)流量和累積流量。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、瞬時(shí)流量一、瞬時(shí)流量 單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量。單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量。 1. 體積瞬時(shí)流量體積瞬時(shí)流量 單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積 。常用單位：常用單位：L/h，m3/h 等等 。2

4、. 質(zhì)量瞬時(shí)流量質(zhì)量瞬時(shí)流量 單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量。單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量。 常用單位：常用單位：t/h，kg/h 等。等。 可采用體積或質(zhì)量流量來(lái)表示：可采用體積或質(zhì)量流量來(lái)表示： 返回返回vAtVdtdVQtlim0（4-14-1） vAQtmdtdmMtlim0（4-24-2） 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 二、累積流量二、累積流量(總量總量) 某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體總和。某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體總和。 1. 體積累積流量體積累積流量 某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積總和。某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體體積總和。 tQdtQ0總總常

5、用單位：常用單位：L，m3 等等 2. 質(zhì)量累積流量質(zhì)量累積流量 某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量總和。某一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量總和。 tMdtM0總總常用單位：常用單位：t，kg 等等 測(cè)量瞬時(shí)流量的儀表一般稱(chēng)測(cè)量瞬時(shí)流量的儀表一般稱(chēng)流量計(jì)流量計(jì)，測(cè)量累計(jì)流量，測(cè)量累計(jì)流量(總量總量)的儀表稱(chēng)為的儀表稱(chēng)為計(jì)量表計(jì)量表（總量表）。（總量表）。 返回返回可以采用體積或質(zhì)量來(lái)表示：可以采用體積或質(zhì)量來(lái)表示： （4-34-3） （4-44-4） 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 三、關(guān)于氣體體積流量測(cè)量三、關(guān)于氣體體積流量測(cè)量 氣體體積流量測(cè)量單位采用標(biāo)準(zhǔn)立方米。氣體體積流量測(cè)量單位采用標(biāo)

6、準(zhǔn)立方米。其換算公式為其換算公式為202000QTTQ物理標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：物理標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)： 0 ，0.101325MPa工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：20，0.101325MPa Q00 = Q2020由理想氣體定律：由理想氣體定律：RTZMP 9318. 015.29315.273200202000020020 TTZTPZTP Q0 = 0.9318 Q20返回返回 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 四、流量?jī)x表的分類(lèi)四、流量?jī)x表的分類(lèi)返回返回 流量測(cè)量的流體是多樣化的，如測(cè)量對(duì)象有氣體、液體、混合流體；流量測(cè)量的流體是多樣化的，如測(cè)量對(duì)象有氣體、液體、混合流體；流體的溫度、壓力、流量均有較大的差異，要求的測(cè)

7、量準(zhǔn)確度也各不相流體的溫度、壓力、流量均有較大的差異，要求的測(cè)量準(zhǔn)確度也各不相同。因此，根據(jù)工藝要求，考慮被測(cè)流體的特性（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、同。因此，根據(jù)工藝要求，考慮被測(cè)流體的特性（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)）、安裝條件、環(huán)境條件等測(cè)量條件的不同，需采用不同類(lèi)型流動(dòng)狀態(tài)）、安裝條件、環(huán)境條件等測(cè)量條件的不同，需采用不同類(lèi)型的流量計(jì)。的流量計(jì)。1 速度式流量計(jì) QvA 以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀以測(cè)量流體在管道中的流速作為測(cè)量依據(jù)來(lái)計(jì)算流量的儀表。如差壓式、浮子式、靶式、電磁式、渦輪式、渦街式、超表。如差壓式、浮子式、靶式、電磁式、渦輪式、渦街式、超聲波式、激光測(cè)速

8、式等。聲波式、激光測(cè)速式等。需要直管段需要直管段。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 返回返回2 容積式流量計(jì) vAQtmdtdmMtlim03 質(zhì)量式流量計(jì) 以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)，以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)，如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)和旋轉(zhuǎn)活塞或往復(fù)活如橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)和旋轉(zhuǎn)活塞或往復(fù)活塞式、雙轉(zhuǎn)子式、轉(zhuǎn)筒式等流量計(jì)。不需要直管段。塞式、雙轉(zhuǎn)子式、轉(zhuǎn)筒式等流量計(jì)。不需要直管段。 以測(cè)量流過(guò)流體的質(zhì)量以測(cè)量流過(guò)流體的質(zhì)量M 作為測(cè)量依據(jù)。作為測(cè)量依據(jù)。如熱式、補(bǔ)償式、振動(dòng)式等。如熱式、補(bǔ)償式、振動(dòng)式等。 特點(diǎn)：

9、測(cè)量精度不受溫度、壓力、粘度等變化的影響。特點(diǎn)：測(cè)量精度不受溫度、壓力、粘度等變化的影響。0limtdVVQdtt 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 五、流量?jī)x表的輸出信號(hào)五、流量?jī)x表的輸出信號(hào)返回返回1 模擬量輸出信號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 4-20 mADC 二線(xiàn)制或三線(xiàn)制 2 脈沖輸出信號(hào) 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 返回返回3 數(shù)字輸出信號(hào) (2) RS485,RS232,RS422 (2) RS485,RS232,RS422 (1) Hart (1) Hart 一、概述一、概述 由管道中節(jié)流元件產(chǎn)生的差壓和已由管道中節(jié)流元件產(chǎn)生的差壓和已知流體條件及節(jié)流元件與管道的幾何知流體條件及節(jié)流元件與管道的幾何尺寸進(jìn)行

10、流量測(cè)量。尺寸進(jìn)行流量測(cè)量。 第二節(jié)第二節(jié) 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)的組成差壓式流量計(jì)的組成:1. 節(jié)流裝置節(jié)流裝置(節(jié)流件和取壓裝置節(jié)流件和取壓裝置) vP2. 引壓管路與三閥組引壓管路與三閥組3. 差壓計(jì)差壓計(jì)(差壓變送器差壓變送器) P 420mA信號(hào)輸出信號(hào)輸出 將將P 差壓計(jì)差壓計(jì)，回零檢查及維修。，回零檢查及維修。返回返回二、節(jié)流原理及流量方程二、節(jié)流原理及流量方程1. 節(jié)流原理分析節(jié)流原理分析 第二節(jié)第二節(jié) 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)動(dòng)壓能與靜壓能轉(zhuǎn)換的原理。動(dòng)壓能與靜壓能轉(zhuǎn)換的原理。 流體流經(jīng)節(jié)流元件將流體流經(jīng)節(jié)流元件將QP ，測(cè)量測(cè)量P進(jìn)行流量測(cè)量。進(jìn)行流量測(cè)量。節(jié)

11、流原理節(jié)流原理節(jié)流元件：節(jié)流元件：改變管道中流體流通改變管道中流體流通 面積的元件。面積的元件。返回返回 第二節(jié)第二節(jié) 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)2. 流量基本方程流量基本方程 根據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律得到：根據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律得到：104/21 pACQ 10421 pACM 直徑比，直徑比，=d/D; C 流出系數(shù)；流出系數(shù)； d 工作條件下節(jié)流件的孔徑；工作條件下節(jié)流件的孔徑； 1 節(jié)流裝置上游流體密度；節(jié)流裝置上游流體密度； D 工作條件下上游管道內(nèi)徑；工作條件下上游管道內(nèi)徑； P 節(jié)流裝置前后測(cè)得的差壓；節(jié)流裝置前后測(cè)得的差壓； A0 節(jié)流件的開(kāi)孔截面積，節(jié)流件的開(kāi)孔截

12、面積， 可膨脹性系數(shù)（液體可膨脹性系數(shù)（液體 =1；可壓縮流體；可壓縮流體 噴嘴噴嘴 文丘利管文丘利管加工安裝難度加工安裝難度: 孔板孔板 噴嘴噴嘴 文丘利管文丘利管成本成本: 孔板孔板 噴嘴噴嘴 文丘利管文丘利管返回返回四、三閥組與差壓計(jì)四、三閥組與差壓計(jì) 第二節(jié)第二節(jié) 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) 節(jié)流裝置僅產(chǎn)生節(jié)流裝置僅產(chǎn)生P ，由差壓計(jì)測(cè)量，由差壓計(jì)測(cè)量P遠(yuǎn)傳，用于顯示、遠(yuǎn)傳，用于顯示、記錄或控制。記錄或控制。 1. 差壓計(jì)差壓計(jì) （1）差壓變送器（同前）差壓變送器（同前）（2）雙波紋管差壓計(jì)或）雙波紋管差壓計(jì)或U型管型管 不需電源或氣源，不需電源或氣源，用于用于就地顯示就地顯示。返回返回

13、P差壓計(jì)差壓計(jì)I0或就地指示或就地指示PI0控制室控制室線(xiàn)性等分線(xiàn)性等分差壓百分?jǐn)?shù)差壓百分?jǐn)?shù)方根方根 (非線(xiàn)性非線(xiàn)性)流量百分?jǐn)?shù)流量百分?jǐn)?shù)差壓計(jì)顯差壓計(jì)顯示刻度：示刻度： 2. 三閥組三閥組 第二節(jié)第二節(jié) 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)三閥組作用：三閥組作用： （1）防止差壓計(jì)啟動(dòng)和停運(yùn)時(shí)防止差壓計(jì)啟動(dòng)和停運(yùn)時(shí),因單向受壓損壞。因單向受壓損壞。 啟動(dòng)順序：?jiǎn)?dòng)順序：打開(kāi)平衡閥打開(kāi)平衡閥2；打開(kāi)切斷閥打開(kāi)切斷閥1或或3（先后無(wú)關(guān)）；（先后無(wú)關(guān)）；關(guān)閉平衡閥關(guān)閉平衡閥2; 打開(kāi)切斷閥打開(kāi)切斷閥3或或1（先后無(wú)關(guān)）（先后無(wú)關(guān)）關(guān)閉順序：關(guān)閉順序：關(guān)閉切斷閥關(guān)閉切斷閥1、3（先后無(wú)關(guān)）；（先后無(wú)關(guān)）；打開(kāi)平

14、衡閥打開(kāi)平衡閥2。 （2）差壓計(jì)回零檢查。差壓計(jì)回零檢查。返回返回 一體化差壓流量計(jì)一體化差壓流量計(jì)返回返回 第三節(jié)第三節(jié) 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì) 一、工作原理一、工作原理 221vKAFd K比例常數(shù)，與靶形狀及雷諾數(shù)有關(guān)；比例常數(shù)，與靶形狀及雷諾數(shù)有關(guān)；Ad垂直于流速的靶面積，垂直于流速的靶面積，流體密度；流體密度；v環(huán)形流通截面平均流速。環(huán)形流通截面平均流速。 測(cè)量部分：測(cè)量部分：靶、杠桿、密封膜片、測(cè)量管路。靶、杠桿、密封膜片、測(cè)量管路。 轉(zhuǎn)換部分：轉(zhuǎn)換部分：原理同力平衡式差壓變送器。原理同力平衡式差壓變送器。靶上作用力靶上作用力可分為三部分：可分為三部分：（1）流體對(duì)靶的沖擊力，即流體

15、）流體對(duì)靶的沖擊力，即流體動(dòng)壓力動(dòng)壓力。（2）靶節(jié)流作用，在前后側(cè)產(chǎn)生的）靶節(jié)流作用，在前后側(cè)產(chǎn)生的壓差壓差。（3）流體對(duì)靶的）流體對(duì)靶的粘滯摩擦力粘滯摩擦力。返回返回流體動(dòng)壓原理。流體動(dòng)壓原理。 動(dòng)壓動(dòng)壓F第三節(jié)第三節(jié) 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì) dKAFv2 F2ddDKvAQ220測(cè)得測(cè)得F，可知，可知Q 。流量系數(shù)，與靶形、管徑、流量系數(shù)，與靶形、管徑、直徑比、雷諾數(shù)等有關(guān)。直徑比、雷諾數(shù)等有關(guān)。K/K1 )dD(A2204 設(shè)管徑為設(shè)管徑為D，靶徑為，靶徑為d，則環(huán)形流通，則環(huán)形流通面積為面積為:24dAd 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì)返回返回第三節(jié)第三節(jié) 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì)二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 1

16、. 可測(cè)量可測(cè)量含雜質(zhì)的臟污流體、高溫渣油、漿液、瀝青含雜質(zhì)的臟污流體、高溫渣油、漿液、瀝青等。等。 2. 用于小口徑用于小口徑(DN1550)，高粘度，低雷諾數(shù)流體。高粘度，低雷諾數(shù)流體。3. 可測(cè)壓力高達(dá)數(shù)十可測(cè)壓力高達(dá)數(shù)十MPa，溫度達(dá)，溫度達(dá)450。4. 壓力損失較低，約為標(biāo)準(zhǔn)孔板的一半。壓力損失較低，約為標(biāo)準(zhǔn)孔板的一半。返回返回 第四節(jié)第四節(jié) 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)常用：常用：橢圓齒輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)、羅茨流量計(jì)(腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì))、 刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計(jì)等。等。工作原理：工作原理： 將流體連續(xù)地分割成將流體連續(xù)地分割成固定體積的

17、單元流體固定體積的單元流體，測(cè)量元件的，測(cè)量元件的動(dòng)作次數(shù)得到體積總量。即動(dòng)作次數(shù)得到體積總量。即容積分界法容積分界法。 0kNVQ V0 固定體積；固定體積；N 測(cè)量元件的轉(zhuǎn)數(shù)；測(cè)量元件的轉(zhuǎn)數(shù)；k 與流量計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。與流量計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。返回返回一、橢圓齒輪流量計(jì)一、橢圓齒輪流量計(jì) 第四節(jié)第四節(jié) 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)H)abR(N2NV4Q20適合于中、小流量，測(cè)量范圍：適合于中、小流量，測(cè)量范圍：3L540 M3/h液體；液體； 口徑：口徑：10250mm；精度：；精度：0.20.5 。圖圖a：P1 P2 ，A為主動(dòng)輪，為主動(dòng)輪，B為從動(dòng)輪為從動(dòng)輪；圖圖b：A、B均為主動(dòng)輪均為

18、主動(dòng)輪；圖圖c：B為主動(dòng)輪，為主動(dòng)輪，A為從動(dòng)輪為從動(dòng)輪；橢圓齒輪橢圓齒輪返回返回第四節(jié)第四節(jié) 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)允許微小顆粒通過(guò)，可測(cè)液體或氣體。允許微小顆粒通過(guò)，可測(cè)液體或氣體。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：體積大、笨重，維修不便，體積大、笨重，維修不便， 壓損較大，運(yùn)行中有震動(dòng)。壓損較大，運(yùn)行中有震動(dòng)。精度：精度：0.1 0.5，可作標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。，可作標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。口徑：口徑：16500mm。 二、腰輪流量計(jì)二、腰輪流量計(jì)返回返回第四節(jié)第四節(jié) 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)5. 要求被測(cè)流潔凈，在流量計(jì)前加裝過(guò)濾器。要求被測(cè)流潔凈，在流量計(jì)前加裝過(guò)濾器。 6. 壓損大。壓損大。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積笨重，故適合結(jié)構(gòu)

19、復(fù)雜、體積笨重，故適合于中、小口徑。于中、小口徑。 7. 不適用于高溫或低溫場(chǎng)合。溫度范圍：不適用于高溫或低溫場(chǎng)合。溫度范圍：-30160， 壓力壓力10MPa。三、特點(diǎn)三、特點(diǎn) 1. 精度高，可達(dá)精度高，可達(dá)0.1級(jí)；級(jí)； 2. 管道安裝條件對(duì)計(jì)量精度沒(méi)有影響，不要求直管段；管道安裝條件對(duì)計(jì)量精度沒(méi)有影響，不要求直管段； 3. 直讀式無(wú)需外部能源；直讀式無(wú)需外部能源； 4. 特別適合高粘度流體測(cè)量；特別適合高粘度流體測(cè)量；返回返回 第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)一、工作原理一、工作原理 轉(zhuǎn)子在垂直錐管中隨流量變化而升降，轉(zhuǎn)子在垂直錐管中隨流量變化而升降，改變流通面積改變流通面積測(cè)量流量。

20、測(cè)量流量。轉(zhuǎn)子受力分析：轉(zhuǎn)子受力分析：gVFrfgVWrrCAv21Fr2轉(zhuǎn)子在某一位置平衡時(shí)：轉(zhuǎn)子在某一位置平衡時(shí)：fFWFCA)g(2Vvrrr流體流體動(dòng)壓力動(dòng)壓力轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子重力重力浮力浮力V 環(huán)形流通面積平均流速；環(huán)形流通面積平均流速；C 轉(zhuǎn)子阻力系數(shù)；轉(zhuǎn)子阻力系數(shù)；Ar轉(zhuǎn)子迎流最大截面積；轉(zhuǎn)子迎流最大截面積；Vr轉(zhuǎn)子體積；轉(zhuǎn)子體積；r轉(zhuǎn)子密度；轉(zhuǎn)子密度；被測(cè)流體密度。被測(cè)流體密度。 返回返回 第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) KhhtandCA)g(2VvAQrrrr 二、分類(lèi)二、分類(lèi) 1. 玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì) 用于用于就地指示就地指示，不適用高溫、，不適用高溫、高壓場(chǎng)合

21、，不能遠(yuǎn)傳，易碎。高壓場(chǎng)合，不能遠(yuǎn)傳，易碎。 2. 金屬管浮子流量計(jì)金屬管浮子流量計(jì) 用于用于遠(yuǎn)傳遠(yuǎn)傳，高溫、高壓場(chǎng)合。，高溫、高壓場(chǎng)合。 遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)返回返回三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值修正三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)示值修正 第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 流量計(jì)刻度在流量計(jì)刻度在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20，0.101325MPa)下，下，以水或空氣為介質(zhì)單獨(dú)標(biāo)定所得。以水或空氣為介質(zhì)單獨(dú)標(biāo)定所得。 1. 液體流量的修正液體流量的修正rwwrr0A)g(2VKhQrrrA)g(2VKhQ0wrwrQ)()(Q標(biāo)定時(shí)：標(biāo)定時(shí)：實(shí)測(cè)時(shí)：實(shí)測(cè)時(shí)：則修正公式為：則修正公式為：Q0水標(biāo)定的刻度流

22、量；水標(biāo)定的刻度流量；w水的密度水的密度 Q密度密度的實(shí)際流量。的實(shí)際流量。 返回返回實(shí)用時(shí)，若介質(zhì)密度或工作狀態(tài)不同，須修正。實(shí)用時(shí)，若介質(zhì)密度或工作狀態(tài)不同，須修正。工作狀態(tài)下工作狀態(tài)下 實(shí)際實(shí)際流量流量第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 2. 氣體流量的修正氣體流量的修正r00rr0Ag)(V2KhQrrrAg)(V2KhQ工作狀態(tài)下工作狀態(tài)下 實(shí)際實(shí)際流量流量0000r0rQQ)()(Q需將工作狀態(tài)下流量換為需將工作狀態(tài)下流量換為工業(yè)標(biāo)態(tài)下工業(yè)標(biāo)態(tài)下氣體流量：氣體流量：nRTPV 000000QTTPPQ0 TTPP00標(biāo)定時(shí)：標(biāo)定時(shí)：實(shí)測(cè)時(shí)：實(shí)測(cè)時(shí)：返回返回則修正公式為：則修正公式為

23、：將將和和Q帶入帶入QQ00得：得：例：例： 用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)CO2氣體流量。測(cè)量時(shí)被測(cè)氣體氣體流量。測(cè)量時(shí)被測(cè)氣體t=40，P=0.49105Pa，若流量計(jì)讀數(shù)為，若流量計(jì)讀數(shù)為120Nm3h，問(wèn)，問(wèn)CO2實(shí)際流實(shí)際流量是多少量是多少?解：解：已知已知 Q0=120Nm3h，T0=293.15K，P0=0.10133MPa P=0.0490.10133=0.15033MPa，T=40273.15=313.15K由氣體性質(zhì)表查得：由氣體性質(zhì)表查得：20，0.10133MPa條件下：條件下：01.205kgm3，01.842kgm3。則帶入修正公式得：則帶入修正公式得：)/(4 .1

24、14120842. 1205. 115.31315.29310133. 015033. 03hNm 第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)返回返回000000QTTPPQ第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)四、特點(diǎn)四、特點(diǎn)1. 適用于適用于小管徑、小流量氣體或低粘度液體測(cè)量。小管徑、小流量氣體或低粘度液體測(cè)量。 常用儀表口徑：常用儀表口徑：4050mm以下，最小為以下，最小為14mm。 玻璃管最大口徑玻璃管最大口徑100mm，金屬為，金屬為150mm。4. 只能用于只能用于自下向上垂直流動(dòng)自下向上垂直流動(dòng)管道。管道。3. 受被測(cè)介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力等因素影響，受被測(cè)介質(zhì)密度、粘度、溫度、壓力等

25、因素影響， 精度較低精度較低，最高，最高1.0級(jí)左右。級(jí)左右。2. 壓力損失較低，平衡時(shí)為壓力損失較低，平衡時(shí)為恒壓降恒壓降。返回返回第六節(jié)第六節(jié) 其他流量計(jì)其他流量計(jì)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)旋渦流量計(jì)旋渦流量計(jì)渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)返回返回第六節(jié)第六節(jié) 其他流量計(jì)其他流量計(jì)1. 測(cè)量原理測(cè)量原理電磁感應(yīng)：電磁感應(yīng)：CBDvExB磁感應(yīng)強(qiáng)度；磁感應(yīng)強(qiáng)度；D管道內(nèi)徑；管道內(nèi)徑；v垂直于磁力線(xiàn)方向的流速；垂直于磁力線(xiàn)方向的流速；C比例系數(shù)，單位換算系數(shù)。比例系數(shù)，單位換算系數(shù)。xx2Ek1CBE4Dv4DQk儀表常數(shù)，取決儀表常數(shù)，取決磁感應(yīng)強(qiáng)度、管徑磁感應(yīng)強(qiáng)度、管徑。磁場(chǎng)勵(lì)磁方式磁場(chǎng)勵(lì)磁方式：直流勵(lì)磁

26、、交流勵(lì)磁或方波勵(lì)磁等。直流勵(lì)磁、交流勵(lì)磁或方波勵(lì)磁等。kQEx一、電磁流量計(jì)一、電磁流量計(jì)返回返回第六節(jié)第六節(jié) 其他流量計(jì)其他流量計(jì)2. 特點(diǎn)及使用特點(diǎn)及使用 僅適用于導(dǎo)電液體僅適用于導(dǎo)電液體。（1）壓損小）壓損小, 可測(cè)含固體顆粒、懸浮物或腐蝕性等介質(zhì)；可測(cè)含固體顆粒、懸浮物或腐蝕性等介質(zhì)；（2）輸出線(xiàn)性）輸出線(xiàn)性,且不受介質(zhì)物理性質(zhì)影響；且不受介質(zhì)物理性質(zhì)影響；（3）測(cè)量范圍寬。量程比可達(dá)）測(cè)量范圍寬。量程比可達(dá)100:1，口徑，口徑 12000mm，精度可達(dá)，精度可達(dá)0.5級(jí)；級(jí)；（4）反應(yīng)速度快，可測(cè)）反應(yīng)速度快，可測(cè)脈動(dòng)流脈動(dòng)流和和正、反兩正、反兩 向流。向流。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：使用溫

27、度為使用溫度為0200，壓力，壓力104流體測(cè)量。流體測(cè)量。(6) 因采用流體振動(dòng)原理，安裝地點(diǎn)應(yīng)避免機(jī)械振動(dòng)。因采用流體振動(dòng)原理，安裝地點(diǎn)應(yīng)避免機(jī)械振動(dòng)。 (3) 精度較高，精度較高，0.51.0，可適用液體、氣體和蒸氣；，可適用液體、氣體和蒸氣； 返回返回第六節(jié)第六節(jié) 其他流量計(jì)其他流量計(jì)三、渦輪流量計(jì)三、渦輪流量計(jì)1. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)渦輪：渦輪：葉片由高導(dǎo)磁材料制成；葉片由高導(dǎo)磁材料制成；導(dǎo)流器：導(dǎo)流器：對(duì)流體導(dǎo)流并支承渦輪；對(duì)流體導(dǎo)流并支承渦輪；殼體：殼體：非導(dǎo)磁材料制成；非導(dǎo)磁材料制成；前置放大器：前置放大器：放大轉(zhuǎn)換器輸出的放大轉(zhuǎn)換器輸出的 電信號(hào)。電信號(hào)。 2. 工作原理工作原理J 渦

28、輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；d/dt 渦輪角加速度；渦輪角加速度；T 推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)力矩；推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)力矩；Ti 阻礙旋轉(zhuǎn)的各種阻力矩。阻礙旋轉(zhuǎn)的各種阻力矩。 niiTTdtdJ1 渦輪運(yùn)動(dòng)方程為渦輪運(yùn)動(dòng)方程為動(dòng)量矩守恒動(dòng)量矩守恒返回返回磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器：磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器：產(chǎn)生與葉片轉(zhuǎn)產(chǎn)生與葉片轉(zhuǎn) 速成正比的電信號(hào)；速成正比的電信號(hào)；第六節(jié)第六節(jié) 其他流量計(jì)其他流量計(jì)阻力矩：阻力矩：流體阻力矩流體阻力矩T1 機(jī)械摩擦阻力矩機(jī)械摩擦阻力矩T2 電磁系統(tǒng)阻力矩電磁系統(tǒng)阻力矩T3流量恒定時(shí)流量恒定時(shí): d/dt=0，則，則 T =T1 + T2 + T3渦輪以角速度渦輪以角速度作勻速旋轉(zhuǎn)。作勻速旋轉(zhuǎn)

29、。流量變化時(shí)流量變化時(shí): d/dt0，渦輪作，渦輪作 加速或減速旋轉(zhuǎn)加速或減速旋轉(zhuǎn)。經(jīng)一段時(shí)間達(dá)到新穩(wěn)態(tài)。經(jīng)一段時(shí)間達(dá)到新穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)方程穩(wěn)態(tài)方程流量與脈沖頻率的關(guān)系為：流量與脈沖頻率的關(guān)系為：測(cè)量原理測(cè)量原理1af1Q返回返回流量系數(shù)，一定范圍內(nèi)為常數(shù)。流量系數(shù)，一定范圍內(nèi)為常數(shù)。 3. 特點(diǎn)特點(diǎn)(1) 精度高，精度高，0.10.5%，可作準(zhǔn)確計(jì)量?jī)x表。，可作準(zhǔn)確計(jì)量?jī)x表。(2) 反應(yīng)迅速，可測(cè)脈動(dòng)流量，線(xiàn)性。反應(yīng)迅速，可測(cè)脈動(dòng)流量，線(xiàn)性。(3) 輸出頻率信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。輸出頻率信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。成本高、壽命短。成本高、壽命短。(4) 應(yīng)水平安裝，流量計(jì)前應(yīng)加過(guò)濾裝置。應(yīng)水平安裝，流量計(jì)

30、前應(yīng)加過(guò)濾裝置。注意：注意：各流量計(jì)各流量計(jì)不得混淆。不得混淆。返回返回 第七節(jié)第七節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)直接式直接式：直接檢測(cè)與直接檢測(cè)與M成比例的變量。成比例的變量。間接式間接式(推導(dǎo)式推導(dǎo)式)：同時(shí)檢測(cè)同時(shí)檢測(cè)Q和和，經(jīng)運(yùn)算得，經(jīng)運(yùn)算得M。 溫度、壓力補(bǔ)償式：溫度、壓力補(bǔ)償式：同時(shí)檢測(cè)同時(shí)檢測(cè)Q、t、p，計(jì)算修正，計(jì)算修正， 與與Q運(yùn)算得運(yùn)算得M。測(cè)量方法：測(cè)量方法： vAQM 返回返回第七節(jié)第七節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)一、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)一、科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 利用科里奧利力制成的利用科里奧利力制成的質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)。 1. 科里奧利力科里奧利力 在勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中的運(yùn)動(dòng)物

31、體，除附加慣性離心在勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)參照系中的運(yùn)動(dòng)物體，除附加慣性離心力作用外，所附加的另外一種慣性力。力作用外，所附加的另外一種慣性力。 科氏力的大小取決轉(zhuǎn)動(dòng)角速度科氏力的大小取決轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和物體的徑向速度和物體的徑向速度v 。 vmfc2fc存在條件：存在條件：運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度v和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度必須同時(shí)存在。必須同時(shí)存在。v與與垂直垂直fc最大；兩者平行最大；兩者平行fc=0。返回返回第七節(jié)第七節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)(1) 右手握起四指為旋轉(zhuǎn)角速度右手握起四指為旋轉(zhuǎn)角速度運(yùn)動(dòng)方向，運(yùn)動(dòng)方向， 拇指垂直向上的方向?yàn)槟粗复怪毕蛏系姆较驗(yàn)榉ň€(xiàn)方向法線(xiàn)方向P； (2) 四指由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)四指由質(zhì)

32、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(流速流速)方向，向方向，向90 的的法線(xiàn)方向法線(xiàn)方向P握起，拇指垂直向上握起，拇指垂直向上 的方向即的方向即fc方向。方向。fc方向由方向由右手法則判定：右手法則判定：扭曲方向總是出水側(cè)擺扭曲方向總是出水側(cè)擺動(dòng)領(lǐng)先于入水側(cè)，流速越動(dòng)領(lǐng)先于入水側(cè)，流速越大，大，出水側(cè)相位領(lǐng)先于入出水側(cè)相位領(lǐng)先于入水側(cè)水側(cè)越多。越多。m返回返回第七節(jié)第七節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)2. 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 流量測(cè)量管在電磁系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下，以固有頻率作周期性振流量測(cè)量管在電磁系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下，以固有頻率作周期性振動(dòng)，頻率動(dòng)，頻率80Hz，振幅約，振幅約1mm。 U型管流入、流出側(cè)流動(dòng)方向相反，型管流入、流出側(cè)流動(dòng)方向相反，兩側(cè)受到大小相同、兩側(cè)受到大小相同、方向相反的科氏力。方向相反的科氏力。則扭轉(zhuǎn)力矩為：則扭轉(zhuǎn)力矩為：Mc fc1 r1 fc2 r2 2fc rrLM4rvm4Mc t/mM t/Lv L/mvM csMKT U形管剛性作用形成的反作用形管剛性作用形成的反作用力矩：力矩： 、KsU形管扭轉(zhuǎn)變形角、彈性系數(shù)。形管扭轉(zhuǎn)變形角、彈性系數(shù)。返回返回第七節(jié)第七節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)rL4KMs 科里奧利力流量計(jì)的基本方程?？评飱W利力流量計(jì)的基本