常見流量?jī)x表的原理及安裝

1、常見流量?jī)x表的原理及安裝常見流量?jī)x表的原理及安裝中國(guó)中國(guó)石油天然氣石油天然氣一.差壓流量計(jì)的原理及安裝 二.超聲波流量計(jì)的原理及安裝三.結(jié)束語 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 差壓流量計(jì)由節(jié)流裝置和差壓流量變送器組成，差壓流量計(jì)由節(jié)流裝置和差壓流量變送器組成，他們之間用引壓管他們之間用引壓管和和輔助器件連通。輔助器件連通。1.1 節(jié)流裝置的工作原理節(jié)流裝置的工作原理 節(jié)流裝置既是取源部件，也是節(jié)流部件。它的節(jié)流裝置既是取源部件，也是節(jié)流部件。它的工作原理是流體在流動(dòng)過程中遇到局部阻力時(shí)，流工作原理是流體在流動(dòng)過程中遇到局部阻力時(shí)，流體為克服阻力

2、，流體能量形式會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，即靜壓體為克服阻力，流體能量形式會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，即靜壓能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換。節(jié)流裝置是利用縮小流通截能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換。節(jié)流裝置是利用縮小流通截面產(chǎn)生局部阻力的裝置。當(dāng)流體流到節(jié)流裝置前端面產(chǎn)生局部阻力的裝置。當(dāng)流體流到節(jié)流裝置前端時(shí)，通道截面突然縮小，流體遇到阻礙，但仍向前時(shí)，通道截面突然縮小，流體遇到阻礙，但仍向前流動(dòng)，在節(jié)流裝置前端的直管內(nèi)，管道內(nèi)壁周邊流流動(dòng)，在節(jié)流裝置前端的直管內(nèi)，管道內(nèi)壁周邊流體受到擠壓，靜壓能升高，動(dòng)能減小。體受到擠壓，靜壓能升高，動(dòng)能減小。一一.差壓流量計(jì)的原理及安裝差壓流量計(jì)的原理及安裝中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣

3、第一建設(shè)公司第六工程分公司孔板裝置壓力、流速分布圖孔板裝置壓力、流速分布圖 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 在節(jié)流裝置的前端周邊區(qū)，靜壓能升高，導(dǎo)致反在節(jié)流裝置的前端周邊區(qū)，靜壓能升高，導(dǎo)致反映靜壓能大小的管內(nèi)周邊壓力也隨之增大。當(dāng)管中映靜壓能大小的管內(nèi)周邊壓力也隨之增大。當(dāng)管中心部位的流體流過節(jié)流孔后，靜壓能降低，同時(shí)節(jié)心部位的流體流過節(jié)流孔后，靜壓能降低，同時(shí)節(jié)流元件后端區(qū)域形成渦流，渦流消耗能量造成壓力流元件后端區(qū)域形成渦流，渦流消耗能量造成壓力損失。損失。因此，在節(jié)流元件前后產(chǎn)生差壓，即因此，在節(jié)流元件前后產(chǎn)生差壓，即p1-p2。 差壓

4、計(jì)將差壓信號(hào)（差壓計(jì)將差壓信號(hào)（ p=p1-p2 ）轉(zhuǎn)換成流量）轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為信號(hào)，數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ：上式中上式中 p為反映流量大小的唯一變量，流量和差為反映流量大小的唯一變量，流量和差壓呈平方根關(guān)系。壓呈平方根關(guān)系。p24-1q4mC中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司1.2 差壓流量變送器的工作原理差壓流量變送器的工作原理 差壓流量變送器的基本原理是：將一個(gè)空間用差壓流量變送器的基本原理是：將一個(gè)空間用敏感元件分割成兩個(gè)腔室，分別向兩個(gè)腔室引入壓敏感元件分割成兩個(gè)腔室，分別向兩個(gè)腔室引入壓力，傳感器中的彈性元件在兩方壓力共同作用下產(chǎn)力

5、，傳感器中的彈性元件在兩方壓力共同作用下產(chǎn)生正比于差壓的位移，這個(gè)位移量決定了傳感部分生正比于差壓的位移，這個(gè)位移量決定了傳感部分輸出電信號(hào)的大小。這個(gè)電信號(hào)經(jīng)過放大電路，轉(zhuǎn)輸出電信號(hào)的大小。這個(gè)電信號(hào)經(jīng)過放大電路，轉(zhuǎn)換成可以反映差壓大小的信號(hào)。最終依據(jù)差壓與流換成可以反映差壓大小的信號(hào)。最終依據(jù)差壓與流量的計(jì)算公式，差壓信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理轉(zhuǎn)換為流量信量的計(jì)算公式，差壓信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)。號(hào)。 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 差壓流量變送器主要有電阻式差壓變送器、電差壓流量變送器主要有電阻式差壓變送器、電感式差壓變送器、電容式差壓變送器、

6、諧振式差壓感式差壓變送器、電容式差壓變送器、諧振式差壓變送器等種類。以電容式差壓變送器為例，此類變變送器等種類。以電容式差壓變送器為例，此類變送器的傳感室結(jié)構(gòu)如下圖所示送器的傳感室結(jié)構(gòu)如下圖所示 。 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 當(dāng)正負(fù)壓力由正負(fù)壓導(dǎo)壓口加到隔離膜片上時(shí)，當(dāng)正負(fù)壓力由正負(fù)壓導(dǎo)壓口加到隔離膜片上時(shí)，通過腔室內(nèi)硅油液體傳遞到中心測(cè)量膜片上，測(cè)量通過腔室內(nèi)硅油液體傳遞到中心測(cè)量膜片上，測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，使可動(dòng)極板和左右兩個(gè)極板之間的膜片產(chǎn)生位移，使可動(dòng)極板和左右兩個(gè)極板之間的間距發(fā)生變化，從而使電容值改變，電容的變化值間距發(fā)生變化，

7、從而使電容值改變，電容的變化值與被測(cè)壓力成正比。通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與被測(cè)壓力成正比。通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)變送器內(nèi)的放大、與壓力成正比的信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)變送器內(nèi)的放大、運(yùn)算電路處理后，轉(zhuǎn)換成正比于流量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。運(yùn)算電路處理后，轉(zhuǎn)換成正比于流量的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司1.3 節(jié)流裝置的安裝原則節(jié)流裝置的安裝原則1）節(jié)流裝置上下游直管段長(zhǎng)度的確定：）節(jié)流裝置上下游直管段長(zhǎng)度的確定： 設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)文件 ISO-5167 前前8后后52）節(jié)流裝置取壓口方位的確定：）節(jié)流裝置取壓口方位的確定： 介

8、質(zhì)為氣體：工藝管道水平線上半部。介質(zhì)為氣體：工藝管道水平線上半部。 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 介質(zhì)為蒸汽：工藝管道水平線斜向上介質(zhì)為蒸汽：工藝管道水平線斜向上045度度夾角范圍內(nèi)，一般為水平方向。夾角范圍內(nèi)，一般為水平方向。 介質(zhì)為液體：工藝管道水平線斜向下介質(zhì)為液體：工藝管道水平線斜向下045度度夾角范圍內(nèi)。夾角范圍內(nèi)。中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司3）環(huán)室安裝方向的確定：）環(huán)室安裝方向的確定： “+”安裝在上游側(cè)安裝在上游側(cè) 箭頭指向箭頭指向 環(huán)室結(jié)合密封面結(jié)構(gòu)環(huán)室結(jié)合密封面結(jié)構(gòu)4）節(jié)

9、流裝置偏差的限定：）節(jié)流裝置偏差的限定： 節(jié)流件軸線與管道軸線的最大夾角為節(jié)流件軸線與管道軸線的最大夾角為1度度 節(jié)流件軸線與上、下游管道軸線之間的誤節(jié)流件軸線與上、下游管道軸線之間的誤 差差ex應(yīng)滿足下式的規(guī)定：應(yīng)滿足下式的規(guī)定： 中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司4x3 . 21 . 00025. 0eD1.4 差壓流量變送器的差壓流量變送器的安裝原則安裝原則1）安裝位置的選擇：）安裝位置的選擇： 靠近節(jié)流裝置，便于安裝、維護(hù)和觀察靠近節(jié)流裝置，便于安裝、維護(hù)和觀察 不影響操作人員通行不影響操作人員通行 無強(qiáng)烈震動(dòng)、高溫、腐蝕、無強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾無

10、強(qiáng)烈震動(dòng)、高溫、腐蝕、無強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾2）與節(jié)流裝置相對(duì)高度的確定：）與節(jié)流裝置相對(duì)高度的確定： 被測(cè)介質(zhì)為液體被測(cè)介質(zhì)為液體 變送器的標(biāo)高低于節(jié)流裝置；變送器的標(biāo)高低于節(jié)流裝置； 被測(cè)介質(zhì)為氣體被測(cè)介質(zhì)為氣體 變送器的標(biāo)高高于節(jié)流裝置；變送器的標(biāo)高高于節(jié)流裝置； 被測(cè)介質(zhì)為氣蒸汽被測(cè)介質(zhì)為氣蒸汽 變送器的標(biāo)高低于節(jié)流裝置；變送器的標(biāo)高低于節(jié)流裝置；中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司3）其它注意事項(xiàng)：）其它注意事項(xiàng)： 變送器應(yīng)垂直安裝，表中心距地面高度為變送器應(yīng)垂直安裝，表中心距地面高度為1.21.5m，顯示屏朝向便于觀察的方向；，顯示屏朝向便于觀察

11、的方向； 在地坪上安裝的儀表支架，其基礎(chǔ)以不變形，在地坪上安裝的儀表支架，其基礎(chǔ)以不變形，不沉降為原則，基礎(chǔ)深度應(yīng)大于不沉降為原則，基礎(chǔ)深度應(yīng)大于0.8米，北方地區(qū)其米，北方地區(qū)其深度應(yīng)超過凍土層；深度應(yīng)超過凍土層；中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司二二.超聲波流量計(jì)的原理及安裝超聲波流量計(jì)的原理及安裝 超聲波流量計(jì)大多用于非接觸式流量測(cè)量，特超聲波流量計(jì)大多用于非接觸式流量測(cè)量，特點(diǎn)是無壓力損失，不受被測(cè)流體理化性質(zhì)的限制。點(diǎn)是無壓力損失，不受被測(cè)流體理化性質(zhì)的限制。對(duì)于其它儀表不可測(cè)量的特殊介質(zhì)，如強(qiáng)腐蝕、高對(duì)于其它儀表不可測(cè)量的特殊介質(zhì)，如強(qiáng)

12、腐蝕、高粘度、非導(dǎo)電、易燃易爆等特性的流體，都可以選粘度、非導(dǎo)電、易燃易爆等特性的流體，都可以選用超聲波流量計(jì)。用超聲波流量計(jì)。2.1 超聲波流量計(jì)的工作原理超聲波流量計(jì)的工作原理 超聲波流量計(jì)主要由安裝在測(cè)量管道上的換能超聲波流量計(jì)主要由安裝在測(cè)量管道上的換能器和轉(zhuǎn)換器組成。其檢測(cè)原理多種多樣，主要有時(shí)器和轉(zhuǎn)換器組成。其檢測(cè)原理多種多樣，主要有時(shí)差法、頻差法、多普勒效應(yīng)法等。以下以時(shí)差法為差法、頻差法、多普勒效應(yīng)法等。以下以時(shí)差法為例介紹其工作原理。例介紹其工作原理。中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中的傳播速度與在靜止介質(zhì)中超

13、聲波在流動(dòng)介質(zhì)中的傳播速度與在靜止介質(zhì)中的傳播速度不相等，類似于順?biāo)兄酆湍嫠兄鄣暮降膫鞑ニ俣炔幌嗟?，類似于順?biāo)兄酆湍嫠兄鄣暮剿訇P(guān)系。換能器由超聲波發(fā)生器和接收器兩部分組成，速關(guān)系。換能器由超聲波發(fā)生器和接收器兩部分組成，分別安裝在管道外壁的兩側(cè)。兩只發(fā)生器分別安裝在管道外壁的兩側(cè)。兩只發(fā)生器SA和和SB交替交替發(fā)出脈沖超聲波。當(dāng)發(fā)出脈沖超聲波。當(dāng)SA發(fā)出超聲波后，發(fā)出超聲波后，RA接收穿過流接收穿過流體的超聲波，下一個(gè)周期，體的超聲波，下一個(gè)周期，SB發(fā)出超聲波，發(fā)出超聲波，RB接收。接收。設(shè)靜止介質(zhì)中超聲波的速度為設(shè)靜止介質(zhì)中超聲波的速度為c，流體流速為流體流速為v，從，從SA發(fā)出到

14、達(dá)發(fā)出到達(dá)RA的超聲波速度為的超聲波速度為c+vcos，所用時(shí)間為，所用時(shí)間為t1；從從SB發(fā)出到達(dá)發(fā)出到達(dá)RB的超聲波速度為的超聲波速度為c-vcos，所用時(shí)間，所用時(shí)間為為t2。t=t2-t1。中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司時(shí)間差和流速的關(guān)系式為：時(shí)間差和流速的關(guān)系式為： 在上式中，時(shí)間差在上式中，時(shí)間差t是反映流體流速的唯一變是反映流體流速的唯一變量，與流速成正比。換能器輸出的信號(hào)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器量，與流速成正比。換能器輸出的信號(hào)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。2.2 超聲波流量計(jì)的安裝原則超聲波流量計(jì)的安裝原則 在水平管道上安裝的換能器，其方向應(yīng)在與工在水平管道上安裝的換能器，其方向應(yīng)在與工藝管道水平方向成藝管道水平方向成45夾角的范圍內(nèi)，不應(yīng)在管道夾角的范圍內(nèi)，不應(yīng)在管道頂部或底部，因管道的頂部易存氣泡，底部易產(chǎn)生頂部或底部，因管道的頂部易存氣泡，底部易產(chǎn)生結(jié)垢層，影響測(cè)量精確度。結(jié)垢層，影響測(cè)量精確度。c2Dvtant2中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)公司第六工程分公司 安裝前，應(yīng)除凈安裝管段處的保溫層，將管壁表面打磨安裝前，應(yīng)除凈安裝管段處的保溫層，將管壁表面打磨干凈，換能