化工儀表自動(dòng)化【第三章】流量

1、化工儀表自動(dòng)化化工儀表自動(dòng)化（Instruments & Automatics of Chemical Engineering）第三章第三章 檢測儀表及傳感器檢測儀表及傳感器主講人：孫行衍主講人：孫行衍第三章第三章 檢測儀表及傳感器檢測儀表及傳感器3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表對于對于介質(zhì)流量介質(zhì)流量的檢測的檢測作用之一作用之一：控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)。控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表對于對于介質(zhì)流量介質(zhì)流量的檢測的檢測作用之二作用之二：進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。3.3 流量檢測及儀表流量檢

2、測及儀表n 一一.流量相關(guān)概念流量相關(guān)概念單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量瞬時(shí)流量。 在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。累計(jì)值。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。 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表MMQQ或如以如以 t t 表示時(shí)間，則表示時(shí)間，則流量流量和和總量總量之間的關(guān)系是之間的關(guān)系是 00,ttQQdtMMdt總總3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 噸噸/小時(shí)

3、，千克小時(shí)，千克/小時(shí)，千克小時(shí)，千克/秒，立方米秒，立方米/小時(shí)，升小時(shí)，升/小時(shí)，小時(shí)，升升/分分3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 二二.流量測量儀表的分類流量測量儀表的分類流量計(jì)流量計(jì)速度式速度式容積式容積式質(zhì)量式質(zhì)量式差差壓壓式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子電電磁磁渦渦輪輪堰堰式式橢橢圓圓齒齒輪輪活活塞塞式式腰腰輪輪刮刮板板直直接接式式間間接接式式測量依據(jù)：測量依據(jù)：流體在管道內(nèi)的流速流體在管道內(nèi)的流速測量依據(jù)：測量依據(jù)：單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積數(shù)目的固定容積數(shù)目測量依據(jù)：測量依據(jù)：流體流過的質(zhì)量流體流過的質(zhì)量M M3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 1.差壓流量計(jì)

4、差壓流量計(jì)n 速度式速度式應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 液體、氣體、蒸汽流量。液體、氣體、蒸汽流量。應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。安裝要求較高，需要一定的直管道。安裝要求較高，需要一定的直管道。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 2.橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)n 容積式容積式應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 黏度液體流量和總量。黏度液體流量和總量。計(jì)量精度高計(jì)量精度高范圍寬度結(jié)構(gòu)復(fù)雜，范圍寬度結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不適于高低溫場合。一般不適于高低溫場合。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 3.腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）n 容積式容積式應(yīng)用場合：應(yīng)用

5、場合： 液體、氣體流量和總量。液體、氣體流量和總量。精度高，精度高，無需配套管道。無需配套管道。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 4.浮子式流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）浮子式流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）n 速度式速度式應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 液體、氣體流量。液體、氣體流量。適于小管徑、低流速，適于小管徑、低流速，無上游直管道要求，壓力損失小，無上游直管道要求，壓力損失小，當(dāng)使用流體與標(biāo)定流體不同時(shí)，當(dāng)使用流體與標(biāo)定流體不同時(shí)，需作流量示值修正。需作流量示值修正。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 5.渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)n 速度式速度式應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 基本潔凈的液體、氣體流量和總量?；緷崈舻囊?/p>

6、體、氣體流量和總量。線性范圍寬，輸出電脈沖信號，線性范圍寬，輸出電脈沖信號，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示，抗擾能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化顯示，抗擾能力強(qiáng)，可靠性受磨損制約可靠性受磨損制約彎道型不適于測量高黏度液體彎道型不適于測量高黏度液體3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 6.電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)n 速度式速度式應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 導(dǎo)電液體、液固兩相流體介質(zhì)流量。導(dǎo)電液體、液固兩相流體介質(zhì)流量。不產(chǎn)生壓力損失不產(chǎn)生壓力損失不受密度、黏度、溫度、壓力影響，不受密度、黏度、溫度、壓力影響，測量范圍大，可測腐蝕性及含固體顆?；驕y量范圍大，可測腐蝕性及含固體顆?；?纖維液體纖維液體輸出線性輸出線性不能測氣體、

7、蒸汽、含氣泡液體不能測氣體、蒸汽、含氣泡液體及電導(dǎo)率很低的液體及電導(dǎo)率很低的液體不能用于高溫或低溫流體測量不能用于高溫或低溫流體測量3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 7.渦街流量計(jì)（漩渦流量計(jì)）渦街流量計(jì)（漩渦流量計(jì)）應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 液體、氣體、蒸汽流量。液體、氣體、蒸汽流量?？煽啃愿?，應(yīng)用范圍廣，可靠性高，應(yīng)用范圍廣，輸出與流量正比的脈沖信號，輸出與流量正比的脈沖信號，無零點(diǎn)漂移，安裝費(fèi)用低無零點(diǎn)漂移，安裝費(fèi)用低測量氣體時(shí)，測量氣體時(shí)，上限流速受介質(zhì)可壓縮性限制上限流速受介質(zhì)可壓縮性限制下限流速受雷諾數(shù)、傳感器靈敏度限制下限流速受雷諾數(shù)、傳感器靈敏度限制3.3 流量檢測及儀表流量

8、檢測及儀表n 8.超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 導(dǎo)聲流體流量。導(dǎo)聲流體流量?？蓽y非導(dǎo)電介質(zhì)，價(jià)格較高可測非導(dǎo)電介質(zhì)，價(jià)格較高可用于特大型或矩形管道可用于特大型或矩形管道3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 9.質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)n 直接式（量熱式、角動(dòng)量式、陀螺式、直接式（量熱式、角動(dòng)量式、陀螺式、科里奧利式科里奧利式等）等）n 間接式（密度和體積流量運(yùn)算）間接式（密度和體積流量運(yùn)算）應(yīng)用場合：應(yīng)用場合： 液體、氣體、漿體質(zhì)量流量。液體、氣體、漿體質(zhì)量流量。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 三三.差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的是基于流體流動(dòng)的節(jié)流節(jié)流原理原理

9、，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差壓力差而實(shí)現(xiàn)流量而實(shí)現(xiàn)流量測量的。測量的。通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置節(jié)流裝置和和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計(jì)差壓計(jì)以及顯以及顯示儀表所組成。示儀表所組成。 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表1.1.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 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為的現(xiàn)象稱為節(jié)流

10、現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象象。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表圖圖3-17 3-17 孔板裝置及孔板裝置及壓力、流速分布圖壓力、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?yàn)楫a(chǎn)生最低壓力有困難，因?yàn)楫a(chǎn)生最低靜壓靜壓力力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(huì)改變。因此是在孔板前的不同會(huì)改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓后的管壁上選擇兩個(gè)固定的取壓點(diǎn)，來測量流體在節(jié)流裝置前后點(diǎn)，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。因而所測得的壓差與流量之間的關(guān)系，與與流量之間的關(guān)系，與測壓點(diǎn)測壓點(diǎn)及及測

11、壓方式測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。的選擇是緊密相關(guān)的。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 流量基本方程式是闡明流量基本方程式是闡明流量流量與與壓差壓差之間定量關(guān)系的基之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)流體力學(xué)中的中的伯努利方程伯努利方程和和流體連流體連續(xù)性方程續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。式推導(dǎo)而得的。 001122QFpMFp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)鍵在于流量系數(shù)流量系數(shù)的取值。的取值。 流量與壓力差流量與壓力差PP的的平方根平方根成正比。成正比。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 國內(nèi)外把最常用的國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置

12、、孔板、噴嘴、文丘里管節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。n 標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等、取壓方法、使用條件等。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表圖圖3-18 3-18 孔板斷面孔板斷面示意圖示意圖如圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙度如圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙度等都有詳細(xì)規(guī)定。等都有詳細(xì)規(guī)定。 其中其中d dD D應(yīng)在應(yīng)在0.20.20.80.8之間；最小之間；最小孔徑應(yīng)不小于孔徑應(yīng)不小于12.5mm1

13、2.5mm；直孔部分的厚度；直孔部分的厚度h h（0.0050.0050.020.02）D D；總厚度；總厚度H H0.050.05D D；錐面的斜角；錐面的斜角30304545等等等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊。等，需要時(shí)可參閱設(shè)計(jì)手冊。 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法角接取壓法角接取壓法法蘭取壓法法蘭取壓法分為分為法蘭取壓法蘭取壓角接取壓角接取壓3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表p 徑距取壓徑距取壓 上游取壓孔中心至孔板前端面的間距為上游取壓孔中心至孔板前端面的間距為D，下游取壓孔中，下游取壓孔中心至孔板前端面的間距為心至孔板前端面的間距為D/2。

14、3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 環(huán)室取壓法環(huán)室取壓法能得到較好的測量精度，但是加工制造和安裝能得到較好的測量精度，但是加工制造和安裝要求嚴(yán)格，如果由于加工和現(xiàn)場安裝條件的限制，達(dá)不到要求嚴(yán)格，如果由于加工和現(xiàn)場安裝條件的限制，達(dá)不到預(yù)定的要求時(shí)，其測量精度仍難保證。預(yù)定的要求時(shí)，其測量精度仍難保證。，在現(xiàn)場使用時(shí)，為了加工和安裝方便，有時(shí)不用環(huán)，在現(xiàn)場使用時(shí)，為了加工和安裝方便，有時(shí)不用環(huán)室而用室而用單獨(dú)鉆孔取壓單獨(dú)鉆孔取壓，特別是對大口徑管道。，特別是對大口徑管道。標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角為角接取壓法。接取壓法。圖圖

15、3-19 3-19 環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)11管道法蘭；管道法蘭；22環(huán)室；環(huán)室；33孔板；孔板；44夾緊環(huán)夾緊環(huán)3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適單，安裝方便，適用于大流量的測量用于大流量的測量流體經(jīng)過孔板后壓力損失流體經(jīng)過孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不允許大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失時(shí)，便有較大的壓力損失時(shí)，便不宜采用。不宜采用。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管準(zhǔn)文丘里管壓力損失較孔板小壓力損失較孔板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測量

16、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測量管道直徑大于管道直徑大于50mm50mm，雷諾數(shù)雷諾數(shù)在在10104 410105 5以上的流體以上的流體，而且流體應(yīng)當(dāng)，而且流體應(yīng)當(dāng)清潔清潔，充滿充滿全部管全部管道，道，不發(fā)生相變不發(fā)生相變。n 節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的差壓差壓大小大小，但這個(gè)差壓信號還必須由，但這個(gè)差壓信號還必須由導(dǎo)壓管導(dǎo)壓管引出，并傳遞到相應(yīng)的引出，并傳遞到相應(yīng)的差壓計(jì)差壓計(jì)，以便顯示出流量的數(shù)值。，以便顯示出流量的數(shù)值。 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表3.3.差壓式流量計(jì)的測量誤差差壓式流量計(jì)的測量誤差 在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有

17、在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往具有比較大的測量誤差比較大的測量誤差，有的甚至高達(dá)有的甚至高達(dá)10102020。 不僅需要不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保等，才能保證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測量精度。證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測量精度。 注意注意3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 誤差產(chǎn)生的原因誤差產(chǎn)生的原因1.1.被測流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。被測流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。2.2.節(jié)流裝置安裝不正確。節(jié)流裝置安裝不正確。3.3.孔板入口邊緣的磨損?？装迦肟谶吘壍哪p。4.4.

18、導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象5.5.差壓計(jì)安裝或使用不正確差壓計(jì)安裝或使用不正確3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 導(dǎo)壓管要正確地安裝，防止堵塞與滲漏，否則會(huì)引起較導(dǎo)壓管要正確地安裝，防止堵塞與滲漏，否則會(huì)引起較大的測量誤差。對于不同的大的測量誤差。對于不同的被測介質(zhì)被測介質(zhì)，導(dǎo)壓管的安裝亦有不，導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的要求，下面分類討論。同的要求，下面分類討論。圖圖3-20 3-20 測量液體流量測量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置時(shí)的取壓點(diǎn)位置 圖圖3-21 3-21 測量液體流量時(shí)的連接圖測量液體流量時(shí)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)

19、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3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表a)a) 取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角取壓點(diǎn)應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角為為0 04545。 b) b)引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可，導(dǎo)壓管亦應(yīng)下引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可，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。 c) c) 在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 a) a

20、) 取壓點(diǎn)應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。取壓點(diǎn)應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。 b) b) 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，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。 c) c) 如果差壓計(jì)必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和如果差壓計(jì)必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和排放閥，如圖排放閥，如圖3-223-22所示。所示。 圖圖3-22 3-22 測量氣體流量時(shí)的連接圖測量氣體流量時(shí)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3-23 3-23 測量蒸汽

21、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平衡閥平衡閥3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測量誤差。差壓計(jì)或差壓變送器安裝或使用不正確也會(huì)引起測量誤差。 n 由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝切斷閥切斷閥1 1、2 2和和平衡閥平衡閥3 3，構(gòu)成三閥組，如圖，構(gòu)成三閥組，如圖3-243-24所示。所示。n 測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的介質(zhì)測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的

22、介質(zhì)流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖3-253-25所示。所示。圖圖3-24 3-24 差壓計(jì)閥組安裝示意圖差壓計(jì)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3-25 3-25 隔離罐的兩種形式隔離罐的兩種形式3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 四四.轉(zhuǎn)子流量計(jì)（浮子式流量計(jì)）轉(zhuǎn)子流量計(jì)（浮子式流量計(jì)）以以壓降不變壓降不變，利用，利用節(jié)流面積的變化節(jié)流面積的變化來測量流量的大小來測量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量的流量測量方法。方法。

23、圖圖3-26 3-26 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表12ftVgppA12ftVgppAp2fphM轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件平衡條件是是（3-173-17）由式（由式（3-173-17）可得）可得根據(jù)根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷就可以判斷被測介質(zhì)的流量被測介質(zhì)的流量大小大小或或2fpQh將式（將式（3-183-18）代入上兩式，得）代入上兩式，得2fftAhgVM或或2fftAhgVQ（3-183-18）3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表2.2.電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì) 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)

24、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，適轉(zhuǎn)換為電信號，適合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。 LZD LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由流量變送流量變送及及電動(dòng)顯電動(dòng)顯示示兩部分組成。兩部分組成。 圖圖3-27 3-27 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與與差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器的鐵的鐵芯連接起來，使轉(zhuǎn)子隨芯連接起來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鐵流量變化的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鐵芯一起運(yùn)動(dòng)，那么，就芯一起運(yùn)動(dòng)，那么，就可以將可以將流量的大小流量的大小轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成成輸出感應(yīng)電勢輸

25、出感應(yīng)電勢的大小。的大小。轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換原理3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表圖圖3-28 LZD3-28 LZD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)可逆電機(jī)可逆電機(jī)凸輪凸輪3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表02twwgVQhA3.3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值修正 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值，對用于測量轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量標(biāo)尺上的刻度值，對用于測量液體液體來講是代表來講是代表2020時(shí)水的流量值，對用于測量時(shí)水的流量值，對用于測量氣體氣體來講則是來講則是代表代表2020，0.10133MPa0.10133MPa壓力下空氣的流量值。所以，在實(shí)壓力下空氣的流量值。所以，在實(shí)際

26、使用時(shí)，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。際使用時(shí)，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。 （3-233-23）3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表2ftffgVQhA0wffQffwttQQK Q如果被測介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大，可近似認(rèn)為如果被測介質(zhì)的黏度與水的黏度相差不大，可近似認(rèn)為是常數(shù)，則有是常數(shù)，則有 （3-243-24）整理后得整理后得tfQfwtwK（3-263-26）（3-253-25）體積流量密度修正系數(shù)體積流量密度修正系數(shù)3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表0fwfMfwfwtQMK M twMwtffK ffQK9 . 79 . 6ffMK9 . 79 . 6同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公

27、式為同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為當(dāng)采用當(dāng)采用耐酸不銹鋼耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時(shí)，作為轉(zhuǎn)子材料時(shí)，t t7.9g/cm7.9g/cm3 3，水的密度水的密度w w1g/cm1g/cm3 3，代入（，代入（3-263-26）與式（）與式（3-283-28）得）得 （3-273-27）（3-283-28）（3-293-29）（3-303-30）3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表f f tKQKMtKQKM tKQKM0.400.6701.516 0.950.9711.022 1.501.2720.8470.450.6461.435 1.001.0001.000 1.551.2970.8370.5

28、00.6831.365 1.051.0280.979 1.600.3230.8270.550.7191.307 1.101.0560.960 1.651.3510.8180.600.7541.256 1.151.0840.943 1.701.3760.8090.650.7871.211 1.201.1110.927 1.751.4010.8000.700.8191.170 1.251.1390.911 1.801.4270.7920.750.8511.134 1.301.1650.897 1.851.4530.7850.800.8821.102 1.351.1930.884 1.901.477

29、0.7780.850.9121.073 1.401.2200.872 1.951.5040.7710.900.9441.046 1.451.2450.859 2.001.5290.764表表3-3 3-3 密度修正系數(shù)表密度修正系數(shù)表3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表例現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量苯的流量，例現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量苯的流量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，t t7.9g/cm7.9g/cm3 3，苯的密度，苯的密度為為f f0.83g/cm0.83g/cm3 3。試問流量計(jì)讀數(shù)為。試問流量計(jì)讀數(shù)為3.6L/s3.6L/s時(shí)，苯時(shí)，苯的實(shí)際流量是多

30、少？的實(shí)際流量是多少？ 解解由式（由式（3-293-29）計(jì)算或由表）計(jì)算或由表3-33-3可查得可查得 將此值代入式（將此值代入式（3-253-25），得），得 即苯的實(shí)際流量為即苯的實(shí)際流量為4 4L/sL/s。9 . 0QKsLQKQQf/46 . 39 . 01106.97.9fQfK0QfQK Q3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表（2 2）氣體流量測定時(shí)的修正）氣體流量測定時(shí)的修正對被測介質(zhì)的對被測介質(zhì)的密度密度、工作壓力工作壓力和和溫度溫度均需進(jìn)行修正。均需進(jìn)行修正。 當(dāng)已知儀表顯示刻度當(dāng)已知儀表顯示刻度Q Q0 0，要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量，要計(jì)算實(shí)際的工作介質(zhì)流量時(shí)，可按下式

31、修正。時(shí)，可按下式修正。001001101111QKKKQTTppQTP3/kg Nm3/Nmh0 0：校驗(yàn)用介質(zhì)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度：校驗(yàn)用介質(zhì)空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度:1.293kg/Nm3:1.293kg/Nm3P P0 0: :工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的絕對壓力；工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的絕對壓力；0.10133MPa;0.10133MPa;Q Q0 0: :工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的絕對溫度；工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的絕對溫度；293K293K3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表Nm3，是指在0攝氏度1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積；N代表名義工況(Nominal Condition)，即空氣的條件為：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓, 溫度為

32、0C, 相對濕度為0%。此時(shí)1mol氣體體積為22.4L，質(zhì)量與氣體的分子量有關(guān)。 我國我國天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)算方法天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)算方法規(guī)定以規(guī)定以溫度溫度293.15K（20），壓力），壓力101.325KPa作為計(jì)量氣體體積流作為計(jì)量氣體體積流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。公公式式計(jì)算得到的計(jì)算得到的Q Q是是被測介質(zhì)被測介質(zhì)在單位時(shí)間（小時(shí)）在單位時(shí)間（小時(shí)）內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），而不是被測介質(zhì)在而不是被測介質(zhì)在實(shí)際工作狀態(tài)下實(shí)際工作狀態(tài)下的容積流量。的容積流量。 1 12212PVPVTT理想氣

33、體狀態(tài)方程33Nmvsm3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表解解已知已知Q Q0 038Nm38Nm3 3/h/h， p p0 00.10133MPa0.10133MPa， p p1 10.160.160.101330.101330.26133MPa0.26133MPa， T T1 12727273273300K300K，T T0 0293K293K， 1 10 01.2931.293K Kg/g/N Nm m3 3。 將上列數(shù)據(jù)代入上式，便可得將上列數(shù)據(jù)代入上式，便可得 即這時(shí)空氣的流量為即這時(shí)空氣的流量為60.3Nm60.3Nm3 3/h/h。 hNmQ/3 .60383002931013

34、3. 026133. 0293. 1293. 131例例 某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量溫度為某廠用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量溫度為2727，表壓為，表壓為0.16MPa0.16MPa的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)為38Nm38Nm3 3/h/h時(shí)，空氣的實(shí)際流量是多少？時(shí)，空氣的實(shí)際流量是多少？ 3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表07.9 110007.9wfffffwtftQMMtf（3 3）蒸汽流量測量時(shí)的換算）蒸汽流量測量時(shí)的換算ffMQ156.290 轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來測量水蒸氣流量時(shí)，若將蒸汽流轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來測量水蒸氣流量時(shí)，若將蒸汽流量換算為量換算為水流量水流量，可按式（

35、，可按式（3-273-27）計(jì)算。）計(jì)算。 若轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，若轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼， 7.9g/cm7.9g/cm3 3，則有，則有 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)蒸汽流量，蒸汽流量，kg/h蒸汽密度，蒸汽密度，kg/m33.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表 若已知某飽和蒸汽（溫度不超過若已知某飽和蒸汽（溫度不超過200200）流）流量值時(shí)，可從上式換算成相應(yīng)的水流量值，然后量值時(shí)，可從上式換算成相應(yīng)的水流量值，然后按轉(zhuǎn)子流量計(jì)規(guī)格選擇合適口徑的儀表。按轉(zhuǎn)子流量計(jì)規(guī)格選擇合適口徑的儀表。 可以看出可以看出3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 五五.橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)1.1.工作原理工作原理圖圖3-29

36、3-29 橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表通過橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量：通過橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量： 適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。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。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(jì)的入口端必須加裝過濾器。橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過濾器。 橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定范圍。橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定范圍。 橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。 04nVQ 2.2.使用特點(diǎn)使用特點(diǎn)n:橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度橢圓

37、齒輪的旋轉(zhuǎn)速度V0：半月形測量室的容積：半月形測量室的容積3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表六六.電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)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3-30 3-30 電磁流量電磁流量計(jì)原理圖計(jì)原理圖一段非導(dǎo)一段非導(dǎo)磁材料的磁材料的管道外部管道外部安裝一對安裝一對磁極。磁極。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表BDvKEXvDQ2414XK BDQEQK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 （3-363-36）而而（3-373-3

38、7）將式（將式（3-363-36）代入式（）代入式（3-353-35），得），得EX：感應(yīng)電動(dòng)勢：感應(yīng)電動(dòng)勢K：比例系數(shù)：比例系數(shù)B：磁感應(yīng)強(qiáng)度；：磁感應(yīng)強(qiáng)度；D：管道直徑；：管道直徑；v:垂直于磁力線方向的液體速度。垂直于磁力線方向的液體速度。3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表只能用來測量導(dǎo)電液體的流量，且導(dǎo)電率要求不小于只能用來測量導(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。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(huì)造成測量系統(tǒng)很復(fù)雜、成要引入高放大倍數(shù)的放大器，會(huì)造成測量系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高，并且易受外界電磁場的

39、干擾。使用中要注意維護(hù)，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(shí)要遠(yuǎn)離一切磁源。防止電極與管道間絕緣的破壞。安裝時(shí)要遠(yuǎn)離一切磁源。不能有振動(dòng)。不能有振動(dòng)。注意注意3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n 七七.漩渦流量計(jì)（渦街流量計(jì)）漩渦流量計(jì)（渦街流量計(jì)） 精度高、測量范圍寬、沒有運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)械磨損、精度高、測量范圍寬、沒有運(yùn)動(dòng)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。維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。 漩渦流量計(jì)是利用有漩渦流量計(jì)是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體來測量流體流量的儀表。流量的儀表。圖圖3-31 卡曼渦街卡曼渦街3.3 流量檢測及儀表流量檢測及儀表