典型流量檢測(cè)方法

1、 典型流量檢測(cè)儀表典型流量檢測(cè)儀表 1 概述概述 2節(jié)流式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì) 3 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 4 渦街式流量計(jì)渦街式流量計(jì) 5 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì) 7 質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì) 8 靶式流量計(jì)靶式流量計(jì) 9 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì) 10 彎管流量計(jì)彎管流量計(jì) 11 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 12流量檢測(cè)儀表的選用流量檢測(cè)儀表的選用 體積流量體積流量q qv v ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的流體的體積流體的體積, , 單位為單位為m m3 3/s/s。 用流體的平均流束用流體的平均流束V V表示表示, , 體積流量可寫(xiě)成體積流量可寫(xiě)成 qv=vA 質(zhì)量流量質(zhì)量流量q

2、 qm m ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的流體的質(zhì)量流體的質(zhì)量, , 用平均流速表示用平均流速表示, , 則為則為vmqvAqAvvdAqAmvdAq流流 量量: :單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量，稱(chēng)為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體數(shù)量，稱(chēng)為瞬瞬 時(shí)流量時(shí)流量。瞬時(shí)流量有。瞬時(shí)流量有體積流量和質(zhì)量流量體積流量和質(zhì)量流量。 累積流量累積流量: :在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體量的在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流過(guò)管道某一截面的流體量的 總和總和, , 即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值累積值, , 稱(chēng)為稱(chēng)為 總量總量。 （1）速度式流量計(jì)：）速度式

3、流量計(jì)：通過(guò)測(cè)量流體在管路內(nèi)已知截通過(guò)測(cè)量流體在管路內(nèi)已知截 面流過(guò)的流速大小實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。面流過(guò)的流速大小實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。 l管道中流量敏感元件（如孔板、轉(zhuǎn)子、渦管道中流量敏感元件（如孔板、轉(zhuǎn)子、渦輪、靶子、非線(xiàn)性物體等）把流體的流速輪、靶子、非線(xiàn)性物體等）把流體的流速變換成壓差、位移、轉(zhuǎn)速、沖力、頻率信變換成壓差、位移、轉(zhuǎn)速、沖力、頻率信號(hào)來(lái)間接測(cè)量流量。如號(hào)來(lái)間接測(cè)量流量。如:差壓式、轉(zhuǎn)子、渦差壓式、轉(zhuǎn)子、渦輪、電磁、旋渦和超聲波等流量傳感器。輪、電磁、旋渦和超聲波等流量傳感器。 （2 2）容積式流量計(jì)：）容積式流量計(jì)：根據(jù)已知容積的容室在單位時(shí)間內(nèi)所根據(jù)已知容積的容室在單位時(shí)間內(nèi)所 排出

4、流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體的瞬時(shí)流量和總量。有橢排出流體的次數(shù)來(lái)測(cè)量流體的瞬時(shí)流量和總量。有橢 圓齒輪、圓齒輪、 旋轉(zhuǎn)活塞式和刮板等流量傳感器。旋轉(zhuǎn)活塞式和刮板等流量傳感器。 （3）質(zhì)量式流量計(jì)）質(zhì)量式流量計(jì) ：一種是根據(jù)質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)一種是根據(jù)質(zhì)量流量與體積流量的關(guān) 系系, 測(cè)出體積流量再乘被測(cè)流體密度的間接質(zhì)量流量傳測(cè)出體積流量再乘被測(cè)流體密度的間接質(zhì)量流量傳 感器。常用的溫度、感器。常用的溫度、 壓力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償式質(zhì)量流量壓力自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償式質(zhì)量流量 傳感器。傳感器。另一種是直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)另一種是直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)量量 流量傳感器。如熱式、慣性力式、動(dòng)量矩

5、式質(zhì)量流量流量傳感器。如熱式、慣性力式、動(dòng)量矩式質(zhì)量流量傳傳 感器等。感器等。 利用管路內(nèi)的節(jié)流裝置利用管路內(nèi)的節(jié)流裝置, , 將管道中流體的瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)換成節(jié)流裝置將管道中流體的瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)換成節(jié)流裝置前后的壓力差。前后的壓力差。節(jié)流式流量計(jì)又稱(chēng)差壓式流量計(jì)。節(jié)流式流量計(jì)又稱(chēng)差壓式流量計(jì)。 節(jié)流式流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)主要由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管和差壓變送器（或節(jié)流式流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)主要由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管和差壓變送器（或流量變送器或差壓計(jì)）等組成。流量變送器或差壓計(jì)）等組成。 l節(jié)流裝置節(jié)流裝置的作用是把被測(cè)的作用是把被測(cè)流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào)號(hào), , 差壓計(jì)則對(duì)壓差進(jìn)行差壓計(jì)則對(duì)壓

6、差進(jìn)行測(cè)量并顯示測(cè)量值。測(cè)量并顯示測(cè)量值。 l引壓導(dǎo)管引壓導(dǎo)管將節(jié)流裝置前后將節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓傳送給差壓變產(chǎn)生的差壓傳送給差壓變送器（或流量變送器）。送器（或流量變送器）。l差壓變送器差壓變送器能把差壓信號(hào)能把差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與流量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為與流量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或氣信號(hào)電信號(hào)或氣信號(hào), , 以供顯以供顯示、記錄或控制。示、記錄或控制。2.1 1 節(jié)流裝置節(jié)流裝置 節(jié)流裝置節(jié)流裝置是差壓式流量傳感器的流量敏感檢測(cè)元件是差壓式流量傳感器的流量敏感檢測(cè)元件, , 安裝在流體流動(dòng)的管道中的阻力元件。安裝在流體流動(dòng)的管道中的阻力元件。 常用的節(jié)流元件有孔板、常用的節(jié)流元件有孔板、 噴嘴、文丘

7、里管。工業(yè)生產(chǎn)噴嘴、文丘里管。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常采用孔板。過(guò)程中常采用孔板。 孔板孔板 噴嘴噴嘴 文丘里管文丘里管 標(biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡(jiǎn)單和典型的標(biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡(jiǎn)單和典型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。 孔板、孔板、 噴嘴、文丘里管的結(jié)構(gòu)形式、相對(duì)尺寸、技術(shù)要求、噴嘴、文丘里管的結(jié)構(gòu)形式、相對(duì)尺寸、技術(shù)要求、管道條件和安裝要求等均已標(biāo)準(zhǔn)化，故又稱(chēng)管道條件和安裝要求等均已標(biāo)準(zhǔn)化，故又稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置按照規(guī)定的技術(shù)要求和試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)、加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置按照規(guī)定的技術(shù)要求和試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)、加工、安裝，無(wú)需檢測(cè)和標(biāo)定，可以直接投產(chǎn)使用，并可保證流工、安裝，無(wú)需檢測(cè)和標(biāo)定，可以直接投產(chǎn)使用

8、，并可保證流量測(cè)量的精度。量測(cè)量的精度。圓缺孔板圓缺孔板 圓缺孔板形狀似扇形，它的開(kāi)孔是一個(gè)圓的一部分圓缺孔板形狀似扇形，它的開(kāi)孔是一個(gè)圓的一部分(圓缺部分圓缺部分)，這個(gè)，這個(gè)圓的直徑是管道直徑的圓的直徑是管道直徑的98%，如圖所示。主要用于臟污介質(zhì)含有固體微粒，如圖所示。主要用于臟污介質(zhì)含有固體微粒的液體和氣體的流量測(cè)量，圓缺開(kāi)孔一般位于下方，但對(duì)于含氣泡的液體，的液體和氣體的流量測(cè)量，圓缺開(kāi)孔一般位于下方，但對(duì)于含氣泡的液體，其開(kāi)孔位于上方。測(cè)量時(shí)管道應(yīng)水平安裝。其開(kāi)孔位于上方。測(cè)量時(shí)管道應(yīng)水平安裝。適用范圍適用范圍：管徑管徑50mmD350mm(可達(dá)可達(dá)500mm)，0.350.75，

9、 雷諾數(shù)：雷諾數(shù)：104ReD106。取壓方式采用法蘭取壓和縮流取壓。取壓方式采用法蘭取壓和縮流取壓。偏心孔板偏心孔板 這種孔板的孔是偏心的，它與一個(gè)和管道同心的圓相切，這個(gè)圓這種孔板的孔是偏心的，它與一個(gè)和管道同心的圓相切，這個(gè)圓的直徑等于管道直徑的的直徑等于管道直徑的98%，如圖所示。其取壓方式也有兩種：法蘭，如圖所示。其取壓方式也有兩種：法蘭取壓和縮徑取壓。取壓和縮徑取壓。適用范圍：適用范圍：管徑管徑100mmD1000mm，直徑比，直徑比0.460.84， 雷諾數(shù)雷諾數(shù)105ReD106。 2.2 節(jié)流原理與流量方程式節(jié)流原理與流量方程式2.2.1 2.2.1 節(jié)流原理節(jié)流原理 流體在

10、裝有節(jié)流裝置的管道中流流體在裝有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，會(huì)在節(jié)流裝置前后的管壁處產(chǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在節(jié)流裝置前后的管壁處產(chǎn)生靜壓力差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為生靜壓力差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為節(jié)流原理節(jié)流原理。 用節(jié)流元件測(cè)量流量時(shí)用節(jié)流元件測(cè)量流量時(shí), , 流體流過(guò)節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓流體流過(guò)節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓力差力差p(p=pp(p=p1 1-p-p2 2), ), 流過(guò)的流量越大流過(guò)的流量越大, , 節(jié)流裝置前后的壓節(jié)流裝置前后的壓差也越大差也越大, ,流量與壓差之間存在一定關(guān)系。通過(guò)檢測(cè)節(jié)流裝流量與壓差之間存在一定關(guān)系。通過(guò)檢測(cè)節(jié)流裝置前后管壁處的靜壓差置前后管壁處的靜壓差pp就能得知流體的流量大小就能得知流體的流量

11、大小 。 v1v2v1p1p2p3p1-p3pv（a）（b）（c）p2節(jié)流現(xiàn)象及流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)壓力和流速分布圖節(jié)流現(xiàn)象及流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)壓力和流速分布圖 2.2.2 2.2.2 流量方程式流量方程式 假設(shè)節(jié)流件上游入口前的流速為假設(shè)節(jié)流件上游入口前的流速為V V1010, , 密度為密度為1 1, , 靜壓為靜壓為p p1010, , 流過(guò)節(jié)流件時(shí)的流速、密度和靜壓分別為流過(guò)節(jié)流件時(shí)的流速、密度和靜壓分別為V V2020、2 2和和p p2020, , 對(duì)于對(duì)于不可壓縮理想流體不可壓縮理想流體, , 能量方程能量方程為為: : 流體的流體的連續(xù)方程連續(xù)方程為為: : A A1 1V V1

12、 1=A=A2 2V V2 2 聯(lián)立求解得到流量與壓差之間的聯(lián)立求解得到流量與壓差之間的流量方程式流量方程式為為: : 體積流量方程體積流量方程： 質(zhì)量流量方程：質(zhì)量流量方程：222202021010vpvpPaAqv20paAqm20 對(duì)于對(duì)于可壓縮流體可壓縮流體, , 壓力變化必然會(huì)引起密度壓力變化必然會(huì)引起密度的改變的改變, , 在公式中應(yīng)引入流束膨脹系數(shù)在公式中應(yīng)引入流束膨脹系數(shù), , 公公式應(yīng)變?yōu)槭綉?yīng)變?yōu)? :102PAaqvPAaqm102/12414. 3103600246pdCQt/1003996. 024pdCthm /3pdCQM2141003996. 0hkg /如果如果

13、 以以 表示PkPa /12645. 02pdCEQtpdCEMt212645. 0* * 實(shí)用流量方程實(shí)用流量方程 如果式中流量如果式中流量Q Q 以以m m3 3/h /h 表示；表示；A A1 1=dt=dt2 2/4, /4, 其中其中dtdt為在流體工作溫為在流體工作溫度下節(jié)流件開(kāi)孔直徑，以度下節(jié)流件開(kāi)孔直徑，以mmmm表示，壓差表示，壓差P P仍以仍以PaPa表示，流體工作密度表示，流體工作密度仍以仍以kgkg/m/m3 3表示，則得流量實(shí)用方程為：表示，則得流量實(shí)用方程為：2.3 取壓方式取壓方式不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。 標(biāo)準(zhǔn)孔板的

14、取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板的取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓（D-D/2取壓），其中角接取壓又分環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓。取壓），其中角接取壓又分環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓。 流流向向流流向向流流向向環(huán)室取壓環(huán)室取壓 單獨(dú)鉆孔取壓?jiǎn)为?dú)鉆孔取壓 法蘭取壓法蘭取壓 標(biāo)準(zhǔn)孔板的幾種取壓方式標(biāo)準(zhǔn)孔板的幾種取壓方式 法蘭取壓法蘭取壓環(huán)室取壓環(huán)室取壓?jiǎn)为?dú)鉆孔取壓?jiǎn)为?dú)鉆孔取壓1-1角接取壓；角接取壓；2-2法蘭取壓；法蘭取壓；3-3徑距取壓；徑距取壓；4-4縮流取壓；縮流取壓；5-5管接取壓管接取壓 由節(jié)流裝置、差壓引由節(jié)流裝置、差壓引壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓變送器）

15、等組成。變送器）等組成。l節(jié)流裝置是將被測(cè)流體的流量值變節(jié)流裝置是將被測(cè)流體的流量值變換成差壓信號(hào)換成差壓信號(hào)pp，由壓力信號(hào)管，由壓力信號(hào)管路輸送到差壓變送器路輸送到差壓變送器( (或差壓計(jì)或差壓計(jì)) )。l被測(cè)流量與差壓被測(cè)流量與差壓pp成平方根關(guān)系，成平方根關(guān)系，是非線(xiàn)性的，為了得到線(xiàn)性刻度，是非線(xiàn)性的，為了得到線(xiàn)性刻度，可加開(kāi)方運(yùn)算電路或加開(kāi)方器?？杉娱_(kāi)方運(yùn)算電路或加開(kāi)方器。l流量變送器帶有開(kāi)方運(yùn)算，變送器流量變送器帶有開(kāi)方運(yùn)算，變送器的輸出電流就與流量成線(xiàn)性關(guān)系。的輸出電流就與流量成線(xiàn)性關(guān)系。l顯示儀表顯示流量的大小。顯示儀表顯示流量的大小。標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法

16、節(jié)流裝置前后必須有足夠長(zhǎng)的直管段，一般節(jié)流件節(jié)流裝置前后必須有足夠長(zhǎng)的直管段，一般節(jié)流件 前為前為1020D，節(jié)流件后為，節(jié)流件后為5D（D為管道內(nèi)徑）。為管道內(nèi)徑）。 節(jié)流裝置的幾何尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求。節(jié)流裝置的幾何尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求。 節(jié)流裝置的開(kāi)孔必須與管道的軸線(xiàn)同心，且節(jié)流裝置前后節(jié)流裝置的開(kāi)孔必須與管道的軸線(xiàn)同心，且節(jié)流裝置前后 長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為2D的管道內(nèi)不得有任何凸出物如測(cè)溫裝置等）。的管道內(nèi)不得有任何凸出物如測(cè)溫裝置等）。 孔板安裝方向必須正確，即流體從圓柱形一側(cè)流入，從圓孔板安裝方向必須正確，即流體從圓柱形一側(cè)流入，從圓 錐形一側(cè)流出。如果裝反，則顯示值比實(shí)際值偏小錐形一側(cè)流

17、出。如果裝反，則顯示值比實(shí)際值偏小 。 導(dǎo)壓管路應(yīng)盡量短，其走向必須符合有關(guān)規(guī)范要求，導(dǎo)壓管路應(yīng)盡量短，其走向必須符合有關(guān)規(guī)范要求， 必要時(shí)必須安裝集氣器、排氣閥或排污閥等必要時(shí)必須安裝集氣器、排氣閥或排污閥等 。 被測(cè)介質(zhì)應(yīng)充滿(mǎn)管道，流速應(yīng)盡量平穩(wěn)，且通過(guò)節(jié)流裝置被測(cè)介質(zhì)應(yīng)充滿(mǎn)管道，流速應(yīng)盡量平穩(wěn)，且通過(guò)節(jié)流裝置 時(shí)不發(fā)生相變時(shí)不發(fā)生相變 。 被測(cè)介質(zhì)在節(jié)流裝置前后應(yīng)始終保持單向流體被測(cè)介質(zhì)在節(jié)流裝置前后應(yīng)始終保持單向流體 使用中要保證導(dǎo)壓管路暢通，并不得泄漏，要根據(jù)待測(cè)介使用中要保證導(dǎo)壓管路暢通，并不得泄漏，要根據(jù)待測(cè)介 質(zhì)定期進(jìn)行排氣或排污質(zhì)定期進(jìn)行排氣或排污 。 測(cè)量如人工煤氣等易引起

18、節(jié)流裝置幾何尺寸變化甚至堵塞測(cè)量如人工煤氣等易引起節(jié)流裝置幾何尺寸變化甚至堵塞 的介質(zhì)流量時(shí)，必須進(jìn)行定期清刷的介質(zhì)流量時(shí)，必須進(jìn)行定期清刷 。根據(jù)根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律測(cè)量導(dǎo)電性液體的流量。測(cè)量導(dǎo)電性液體的流量。 當(dāng)有當(dāng)有一定電導(dǎo)率一定電導(dǎo)率的流體在管道中流動(dòng)時(shí)就切割磁力線(xiàn)。的流體在管道中流動(dòng)時(shí)就切割磁力線(xiàn)。在導(dǎo)體（流動(dòng)介質(zhì)）的兩端也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在導(dǎo)體（流動(dòng)介質(zhì)）的兩端也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), , 其大小與其大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、管徑大小、流體流速大小有關(guān)。即磁感應(yīng)強(qiáng)度、管徑大小、流體流速大小有關(guān)。即BDvdtdEx體積流量體積流量q qv v與流體的流速與流體的流速v v關(guān)系

19、為關(guān)系為 vDqv241可得可得: : vvxkqqDBE4 兩電極間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)兩電極間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E Ex x與流量與流量q qV V成線(xiàn)性關(guān)系成線(xiàn)性關(guān)系, ,通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E Ex x來(lái)間接測(cè)量被測(cè)流體的流量來(lái)間接測(cè)量被測(cè)流體的流量q qV V值。值。 l常用的電磁流量轉(zhuǎn)換器能把傳感器的輸出感應(yīng)電常用的電磁流量轉(zhuǎn)換器能把傳感器的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（動(dòng)勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（0-10 mA0-10 mA或或4-20 mA4-20 mA）或一定頻率的脈沖信號(hào)）或一定頻率的脈沖信號(hào), , 配合單元組合配合單元組合儀表或計(jì)算機(jī)對(duì)流量進(jìn)行顯示、

20、記錄、運(yùn)算、報(bào)儀表或計(jì)算機(jī)對(duì)流量進(jìn)行顯示、記錄、運(yùn)算、報(bào)警和控制等。警和控制等。l電磁流量傳感器電磁流量傳感器只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的流體流量只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的流體流量。l電磁流量傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)是很微電磁流量傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)是很微小的小的, , 須通過(guò)電磁流量轉(zhuǎn)換器來(lái)顯示流量。須通過(guò)電磁流量轉(zhuǎn)換器來(lái)顯示流量。 由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，再加上流量顯示、由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，再加上流量顯示、記錄或累積儀即可構(gòu)成電磁流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)記錄或累積儀即可構(gòu)成電磁流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng) 。傳感器傳感器轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器顯示、記錄或累積儀顯示、記錄或累積儀 傳感器傳感器安裝在工藝管道上，其作用是將流

21、經(jīng)管道的液體安裝在工藝管道上，其作用是將流經(jīng)管道的液體流量線(xiàn)性地變換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并將此信號(hào)傳送到轉(zhuǎn)換器流量線(xiàn)性地變換成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并將此信號(hào)傳送到轉(zhuǎn)換器 ；轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器是將傳感器送來(lái)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行處理后變成統(tǒng)一的是將傳感器送來(lái)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行處理后變成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)420mA DC輸出；輸出；顯示、記錄或累積儀顯示、記錄或累積儀接收轉(zhuǎn)換接收轉(zhuǎn)換器送來(lái)的器送來(lái)的420mA DC信號(hào)信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)流休流量的指示、記實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)流休流量的指示、記錄或積算錄或積算 。4.3.3 電磁流量計(jì)的應(yīng)用問(wèn)題電磁流量計(jì)的應(yīng)用問(wèn)題4.3.3.1 待測(cè)液體常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法待測(cè)液體常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法 含

22、有氣泡含有氣泡 非滿(mǎn)管非滿(mǎn)管 電導(dǎo)率劇變電導(dǎo)率劇變 電導(dǎo)率太低電導(dǎo)率太低 流速問(wèn)題流速問(wèn)題 4.3.3.2 選型及安裝應(yīng)考慮的問(wèn)題選型及安裝應(yīng)考慮的問(wèn)題 空間電磁波干擾問(wèn)題空間電磁波干擾問(wèn)題 待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng)待測(cè)液體非對(duì)稱(chēng)流動(dòng) 電極及襯里材料選擇問(wèn)題電極及襯里材料選擇問(wèn)題 勵(lì)磁穩(wěn)定性問(wèn)題勵(lì)磁穩(wěn)定性問(wèn)題 混合相流體流量測(cè)量問(wèn)題混合相流體流量測(cè)量問(wèn)題 電極與勵(lì)磁線(xiàn)圈對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題電極與勵(lì)磁線(xiàn)圈對(duì)稱(chēng)性問(wèn)題 傳感器接地傳感器接地 連接電纜問(wèn)題連接電纜問(wèn)題 安裝點(diǎn)振動(dòng)問(wèn)題安裝點(diǎn)振動(dòng)問(wèn)題兩種：兩種： 應(yīng)用自然振蕩的卡曼漩渦列原理，稱(chēng)為應(yīng)用自然振蕩的卡曼漩渦列原理，稱(chēng)為卡卡 曼渦街流量傳感器（或渦街流量傳感器

23、）曼渦街流量傳感器（或渦街流量傳感器）。 應(yīng)用強(qiáng)迫振蕩的漩渦漩進(jìn)原理，稱(chēng)為應(yīng)用強(qiáng)迫振蕩的漩渦漩進(jìn)原理，稱(chēng)為漩進(jìn)漩進(jìn) 漩渦流量傳感器。漩渦流量傳感器。該漩渦列稱(chēng)為卡曼渦列（也稱(chēng)為渦街）。該漩渦列稱(chēng)為卡曼渦列（也稱(chēng)為渦街）。 對(duì)于圓柱體，當(dāng)兩列漩渦的間距對(duì)于圓柱體，當(dāng)兩列漩渦的間距h h與同列中相鄰漩渦的間與同列中相鄰漩渦的間距距L L滿(mǎn)足滿(mǎn)足h/ Lh/ L =0.281=0.281條件時(shí)，卡曼渦列才是穩(wěn)定的條件時(shí)，卡曼渦列才是穩(wěn)定的 。 每一列漩渦產(chǎn)生的頻率每一列漩渦產(chǎn)生的頻率f與流速與流速v、圓柱體直徑、圓柱體直徑d的關(guān)系為的關(guān)系為 dvSfr利用流體振蕩原理工作利用流體振蕩原理工作。hLd

24、vhLdvDD 在管道中垂直于流體流動(dòng)方向插入一根非流線(xiàn)形的阻流體在管道中垂直于流體流動(dòng)方向插入一根非流線(xiàn)形的阻流體（也叫漩渦發(fā)生體），阻流體的下游兩側(cè)會(huì)交替出現(xiàn)漩渦。（也叫漩渦發(fā)生體），阻流體的下游兩側(cè)會(huì)交替出現(xiàn)漩渦。 1.52.53.54.55.5lgRe0.150.200.250.30StSt與雷諾數(shù)的關(guān)系與雷諾數(shù)的關(guān)系 當(dāng)雷諾數(shù)在當(dāng)雷諾數(shù)在500150000范圍內(nèi)時(shí)，斯特羅哈爾系數(shù)范圍內(nèi)時(shí)，斯特羅哈爾系數(shù)Sr基本上是一個(gè)常數(shù)，可以基本上是一個(gè)常數(shù)，可以認(rèn)為頻率認(rèn)為頻率f只受流速只受流速v和漩渦發(fā)和漩渦發(fā)生體的特征尺寸生體的特征尺寸d的影響。的影響。 當(dāng)測(cè)得漩渦的頻率后，就可得到流體的流

25、速當(dāng)測(cè)得漩渦的頻率后，就可得到流體的流速v，進(jìn)而求得流體的體積流量進(jìn)而求得流體的體積流量qv 。 可采用熱、電、聲等多種方法，如：熱敏檢可采用熱、電、聲等多種方法，如：熱敏檢測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法等，測(cè)法、應(yīng)力檢測(cè)法、電容檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法等，這些方法是利用敏感元件把漩渦處的壓力、流速這些方法是利用敏感元件把漩渦處的壓力、流速及密度等的周期性變化轉(zhuǎn)換為周期性的電信號(hào)，及密度等的周期性變化轉(zhuǎn)換為周期性的電信號(hào)，然后經(jīng)放大整形等處理后得到方波脈沖，最后由然后經(jīng)放大整形等處理后得到方波脈沖，最后由二次儀表顯示、記錄或累積。二次儀表顯示、記錄或累積。導(dǎo)壓孔導(dǎo)壓孔鉑電阻絲鉑電阻絲圓柱形

26、漩渦發(fā)生體圓柱形漩渦發(fā)生體熱敏電阻熱敏電阻三角柱形漩渦發(fā)生體三角柱形漩渦發(fā)生體圓柱體漩渦檢測(cè)方法：圓柱體漩渦檢測(cè)方法：根據(jù)漩渦發(fā)生處流體的流根據(jù)漩渦發(fā)生處流體的流速與壓力會(huì)周期性變化的特征工作的。速與壓力會(huì)周期性變化的特征工作的。通過(guò)測(cè)量通過(guò)測(cè)量鉑電阻絲的電阻阻值變化頻率即可求得被測(cè)流量鉑電阻絲的電阻阻值變化頻率即可求得被測(cè)流量的大小。電阻阻值變化可用電橋來(lái)測(cè)量。的大小。電阻阻值變化可用電橋來(lái)測(cè)量。l 把鉑熱電阻絲用電流加熱到比流體溫度高出把鉑熱電阻絲用電流加熱到比流體溫度高出 某個(gè)溫度，流體通過(guò)鉑熱電阻絲時(shí)，帶走它某個(gè)溫度，流體通過(guò)鉑熱電阻絲時(shí)，帶走它 的熱量，從而改變它的電阻值；的熱量，從

27、而改變它的電阻值；l 此電阻值的變化與發(fā)出漩渦的頻率相對(duì)應(yīng)，此電阻值的變化與發(fā)出漩渦的頻率相對(duì)應(yīng)， 便可檢測(cè)出與流速成比例的頻率。便可檢測(cè)出與流速成比例的頻率。三角柱體漩渦檢測(cè)方法三角柱體漩渦檢測(cè)方法 ：埋在三角柱正面的兩埋在三角柱正面的兩只熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)）與其它兩只固定電阻只熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)）與其它兩只固定電阻構(gòu)成一個(gè)電橋，電橋通以恒定電流使熱敏電阻的構(gòu)成一個(gè)電橋，電橋通以恒定電流使熱敏電阻的溫度升高。每產(chǎn)生一個(gè)漩渦，與漩渦在同一側(cè)的溫度升高。每產(chǎn)生一個(gè)漩渦，與漩渦在同一側(cè)的熱敏電阻的阻值就減小一次，上、下兩側(cè)漩渦交熱敏電阻的阻值就減小一次，上、下兩側(cè)漩渦交替有規(guī)律出現(xiàn)，上、下兩個(gè)

28、熱敏電阻的阻值交替替有規(guī)律出現(xiàn)，上、下兩個(gè)熱敏電阻的阻值交替變化。電橋的輸出電壓變化頻率就為雙側(cè)漩渦頻變化。電橋的輸出電壓變化頻率就為雙側(cè)漩渦頻率，通過(guò)測(cè)量電橋的輸出電壓的變化頻率，即可率，通過(guò)測(cè)量電橋的輸出電壓的變化頻率，即可求得被測(cè)流量的大小。求得被測(cè)流量的大小。l埋在三角柱正面的兩只熱敏電阻與其它兩只固定埋在三角柱正面的兩只熱敏電阻與其它兩只固定電阻構(gòu)成一個(gè)電橋，電橋通以恒定電流使熱敏電電阻構(gòu)成一個(gè)電橋，電橋通以恒定電流使熱敏電阻的溫度升高。阻的溫度升高。l由于產(chǎn)生漩渦處的流速較大，使熱敏電阻的溫度由于產(chǎn)生漩渦處的流速較大，使熱敏電阻的溫度降低，阻值改變，電橋輸出信號(hào)。降低，阻值改變，電

29、橋輸出信號(hào)。l隨著漩渦交替產(chǎn)生，電橋輸出一系列與漩渦發(fā)生隨著漩渦交替產(chǎn)生，電橋輸出一系列與漩渦發(fā)生頻率相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖。頻率相對(duì)應(yīng)的電壓脈沖。 由傳感器、轉(zhuǎn)換器及顯示由傳感器、轉(zhuǎn)換器及顯示/記錄儀等組成。記錄儀等組成。傳感傳感器器主要包括漩渦發(fā)生體和漩渦檢測(cè)器，用于把待測(cè)主要包括漩渦發(fā)生體和漩渦檢測(cè)器，用于把待測(cè)流量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)；流量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的頻率信號(hào)；轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器是將傳感器輸是將傳感器輸出的頻率信號(hào)進(jìn)行放大及整形等處理，最后輸出出的頻率信號(hào)進(jìn)行放大及整形等處理，最后輸出420mA DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) ；顯示；顯示/記錄儀接收轉(zhuǎn)換器的輸記錄儀接收轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)，顯示出信號(hào)，顯示/

30、記錄待測(cè)流量的大小。記錄待測(cè)流量的大小。4.4.4.2 安裝問(wèn)題安裝問(wèn)題4.4.4 應(yīng)用問(wèn)題應(yīng)用問(wèn)題4.4.4.1 儀表選型問(wèn)題儀表選型問(wèn)題F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)發(fā)射的超聲波先到達(dá) T1 非接觸式流量測(cè)量?jī)x表，利用超聲波在流體中的傳非接觸式流量測(cè)量?jī)x表，利用超聲波在流體中的傳播特性來(lái)測(cè)量流體流量的播特性來(lái)測(cè)量流體流量的。 直式安裝直式安裝斜插式安裝斜插式安裝優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：非接觸測(cè)量非接觸測(cè)量 結(jié)果不受被測(cè)流體粘度、電導(dǎo)率及腐蝕性等因素的影響，可測(cè)各結(jié)果不受被測(cè)流體粘度、電導(dǎo)率及腐蝕性等因素的影響，可測(cè)各種氣體和液體的流量，適應(yīng)范圍廣。種氣體和液體的流量，適應(yīng)范圍廣。 可測(cè)大口徑管道內(nèi)的流體流量，

31、甚至包括河流流量。輸出信號(hào)與可測(cè)大口徑管道內(nèi)的流體流量，甚至包括河流流量。輸出信號(hào)與流量呈線(xiàn)性關(guān)系。流量呈線(xiàn)性關(guān)系。 流體中的氣泡或雜音會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響流體中的氣泡或雜音會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響 。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。 超聲波在流體中的傳播速度會(huì)隨流體溫度變化而變化，對(duì)測(cè)量超聲波在流體中的傳播速度會(huì)隨流體溫度變化而變化，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響，必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)正。結(jié)果產(chǎn)生較大影響，必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)正。 4.6.2.1 時(shí)差法時(shí)差法 超聲波在流體中傳播時(shí)，在靜止流體和流動(dòng)流體中的傳播速度是不同的，超聲波在流體中傳播時(shí)，在靜止流體和流動(dòng)流體中的傳播速度是

32、不同的，利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度，再根據(jù)管道流體的截面積，便可知道流利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度，再根據(jù)管道流體的截面積，便可知道流體的流量。體的流量。 如果在流體中設(shè)置兩個(gè)超聲波傳感器，它們既可以發(fā)射超聲波又可以接如果在流體中設(shè)置兩個(gè)超聲波傳感器，它們既可以發(fā)射超聲波又可以接收超聲波，一個(gè)裝在上游，一個(gè)裝在下游，其距離為收超聲波，一個(gè)裝在上游，一個(gè)裝在下游，其距離為L(zhǎng)，如下圖所示。，如下圖所示。 有時(shí)差法、相差法、頻差法、多普勒頻移法及聲速偏移法等。有時(shí)差法、相差法、頻差法、多普勒頻移法及聲速偏移法等。 如設(shè)順流方向的傳播時(shí)間為如設(shè)順流方向的傳播時(shí)間為t1，逆流方向的傳播，逆流方向的

33、傳播時(shí)間為時(shí)間為t2，流體靜止時(shí)的超聲波傳播速度為，流體靜止時(shí)的超聲波傳播速度為c，流體流，流體流動(dòng)速度為動(dòng)速度為v，則有，則有vcLtvcLt21超聲波傳播時(shí)間差為超聲波傳播時(shí)間差為22122vcLvttt 一般來(lái)說(shuō)，流體的流速遠(yuǎn)小于超聲波在流體中的傳播一般來(lái)說(shuō)，流體的流速遠(yuǎn)小于超聲波在流體中的傳播速度，即速度，即cv, 則從上式便可得到流體的流速，即則從上式便可得到流體的流速，即tLcv22此時(shí)超聲波的傳輸時(shí)間將由右式確定此時(shí)超聲波的傳輸時(shí)間將由右式確定sincossincos21vcDtvcDt 在實(shí)際應(yīng)用中在實(shí)際應(yīng)用中, 超聲波傳感器安裝在管道的外部超聲波傳感器安裝在管道的外部, 從從

34、管道的外面透過(guò)管壁發(fā)射和接收超聲波不會(huì)給管路內(nèi)流管道的外面透過(guò)管壁發(fā)射和接收超聲波不會(huì)給管路內(nèi)流動(dòng)的流體帶來(lái)影響動(dòng)的流體帶來(lái)影響，如下圖。如下圖。5.2.2 相差法相差法 讓超聲波發(fā)生器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長(zhǎng)的脈沖序讓超聲波發(fā)生器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長(zhǎng)的脈沖序列，則在順流和逆流兩種情況下所接收到的信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生列，則在順流和逆流兩種情況下所接收到的信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生一定的相位差一定的相位差 。22cLvt為超聲波的角頻率為超聲波的角頻率 由于由于、及及L為已知量，這樣，測(cè)出為已知量，這樣，測(cè)出即可求得即可求得v，也，也就可計(jì)算出流量的大小就可計(jì)算出流量的大小。 5.2.3 頻差法頻差法 由

35、時(shí)差法中的有關(guān)公式，可求出順流和逆流時(shí)接收由時(shí)差法中的有關(guān)公式，可求出順流和逆流時(shí)接收器接收到的超聲波頻率之差器接收到的超聲波頻率之差f 為為L(zhǎng)vLvcLvcf2只要測(cè)得只要測(cè)得f，即可求出流速，即可求出流速v，進(jìn)而求得流量大小。，進(jìn)而求得流量大小。 待測(cè)流體中不能含有過(guò)多的雜質(zhì)和氣泡，且粘度不能太待測(cè)流體中不能含有過(guò)多的雜質(zhì)和氣泡，且粘度不能太大大；待測(cè)流體必須充滿(mǎn)整個(gè)管道；必須對(duì)超聲波速度進(jìn)行精待測(cè)流體必須充滿(mǎn)整個(gè)管道；必須對(duì)超聲波速度進(jìn)行精確的溫度補(bǔ)償確的溫度補(bǔ)償 ；對(duì)不同管道、不同流速及不同粘度的介質(zhì)進(jìn)對(duì)不同管道、不同流速及不同粘度的介質(zhì)進(jìn)行雷諾數(shù)補(bǔ)償行雷諾數(shù)補(bǔ)償 。 將一根多模光纖垂

36、直地裝入管道，當(dāng)液體或氣體流將一根多模光纖垂直地裝入管道，當(dāng)液體或氣體流經(jīng)與其垂直的光纖時(shí)，光纖受到流體渦流的作用而振動(dòng)，經(jīng)與其垂直的光纖時(shí)，光纖受到流體渦流的作用而振動(dòng)，振動(dòng)的頻率與流速有關(guān)。測(cè)出頻率就可知流速振動(dòng)的頻率與流速有關(guān)。測(cè)出頻率就可知流速 。光 纖光 纖 夾流 體 管 道張 緊 重 物填 隙光纖流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖光纖流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)受到一個(gè)垂直于流動(dòng)方向的非流線(xiàn)體阻當(dāng)流體運(yùn)動(dòng)受到一個(gè)垂直于流動(dòng)方向的非流線(xiàn)體阻礙時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，在某些條件下，在非流線(xiàn)體礙時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，在某些條件下，在非流線(xiàn)體的下游兩側(cè)產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦，其漩渦的頻率的下游兩側(cè)產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦，

37、其漩渦的頻率 f與流體與流體的流速可表示為的流速可表示為dvSfrv流體流速；流體流速； d流體中物體的橫向尺寸大??；流體中物體的橫向尺寸大??； Sr斯特勞哈爾（斯特勞哈爾（Strouhal）系數(shù)，）系數(shù)， 它是一個(gè)常數(shù)，僅與雷諾數(shù)有關(guān)。它是一個(gè)常數(shù)，僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 質(zhì)量流量：質(zhì)量流量：在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道某一橫截面的流體質(zhì)量。在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道某一橫截面的流體質(zhì)量。質(zhì)量流量計(jì)：質(zhì)量流量計(jì)：用來(lái)測(cè)量質(zhì)量流量的儀表。用來(lái)測(cè)量質(zhì)量流量的儀表。 在工業(yè)生產(chǎn)中，物料平衡和經(jīng)濟(jì)核算等通常都需要質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中，物料平衡和經(jīng)濟(jì)核算等通常都需要質(zhì)量流量。對(duì)于液體而言，可以將已測(cè)得的體積流量乘以密量流量。對(duì)

38、于液體而言，可以將已測(cè)得的體積流量乘以密度換算成質(zhì)量流量度換算成質(zhì)量流量 。對(duì)于氣體，則須經(jīng)上述換算和溫壓補(bǔ)。對(duì)于氣體，則須經(jīng)上述換算和溫壓補(bǔ)正后方可得到比較準(zhǔn)確的質(zhì)量流量，通常稱(chēng)為正后方可得到比較準(zhǔn)確的質(zhì)量流量，通常稱(chēng)為推導(dǎo)式推導(dǎo)式 （外（外補(bǔ)償式）質(zhì)量流量計(jì)，可分為溫度壓力補(bǔ)償式和密度補(bǔ)償補(bǔ)償式）質(zhì)量流量計(jì)，可分為溫度壓力補(bǔ)償式和密度補(bǔ)償式兩種。式兩種。 另一種另一種測(cè)量質(zhì)量流量的測(cè)量質(zhì)量流量的方法是使用方法是使用直接式直接式（內(nèi)補(bǔ)償式）（內(nèi)補(bǔ)償式）質(zhì)量流量計(jì)，可直接測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)介質(zhì)的質(zhì)量。直質(zhì)量流量計(jì)，可直接測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)介質(zhì)的質(zhì)量。直接式質(zhì)量流量計(jì)又可分為科里奧利式、熱式和沖

39、量式等、接式質(zhì)量流量計(jì)又可分為科里奧利式、熱式和沖量式等、4.8.1.14.8.1.1科里奧利質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì) 利用流體在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生利用流體在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力而制成的一種直接式質(zhì)量流與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力而制成的一種直接式質(zhì)量流量計(jì)量計(jì)。 質(zhì)點(diǎn)具有兩個(gè)分量的加速度及相應(yīng)的加速度力：質(zhì)點(diǎn)具有兩個(gè)分量的加速度及相應(yīng)的加速度力： 法向加速度：即向心加速度法向加速度：即向心加速度a ar r，其量值為，其量值為2 2r r ，方向，方向朝向朝向P P軸。軸。 切向加速度：科里奧利加速度切向加速度：科里奧利加

40、速度a at t ，其量值為，其量值為2 2vv，方向與方向與a ar r垂直。垂直。 由于復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在質(zhì)點(diǎn)的由于復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在質(zhì)點(diǎn)的a at t方向上作用著科里奧利力為方向上作用著科里奧利力為2 2vvm m，而管道對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力，其值為，而管道對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力，其值為-2-2vvm m。 當(dāng)密度為當(dāng)密度為的流體以恒定速度的流體以恒定速度v在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，任何一在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)度為段長(zhǎng)度為x的管道都受到一個(gè)大小為的管道都受到一個(gè)大小為Fc 的切向科里奧利力，的切向科里奧利力，即即 Fc =2vAx A為管道的流通內(nèi)截面積。為管道的流通內(nèi)截面積。 因?yàn)橘|(zhì)量流量因?yàn)橘|(zhì)量流量

41、qm=vA ，所以，所以 Fc =2qmx 直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)流體所產(chǎn)生的科直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)流體所產(chǎn)生的科里奧利力就可以測(cè)得質(zhì)量流量。里奧利力就可以測(cè)得質(zhì)量流量。 流量計(jì)的測(cè)量管道是兩根兩端固定平行的流量計(jì)的測(cè)量管道是兩根兩端固定平行的U U形管，在兩個(gè)形管，在兩個(gè)固定點(diǎn)的中間位置由驅(qū)動(dòng)器施加產(chǎn)生振動(dòng)的激勵(lì)能量，在管固定點(diǎn)的中間位置由驅(qū)動(dòng)器施加產(chǎn)生振動(dòng)的激勵(lì)能量，在管內(nèi)流動(dòng)的流體產(chǎn)生科里奧利力，使測(cè)量管兩側(cè)產(chǎn)生方向相反內(nèi)流動(dòng)的流體產(chǎn)生科里奧利力，使測(cè)量管兩側(cè)產(chǎn)生方向相反的撓曲。位于的撓曲。位于U U形管的兩個(gè)直管管端的兩個(gè)檢測(cè)器用光學(xué)或電形管的兩個(gè)直管管端的兩個(gè)檢測(cè)器

42、用光學(xué)或電磁學(xué)方法檢測(cè)撓曲量以求得質(zhì)量流量。磁學(xué)方法檢測(cè)撓曲量以求得質(zhì)量流量。 科里奧利質(zhì)量流量傳感器科里奧利質(zhì)量流量傳感器 1支承管；支承管； 2檢測(cè)管；檢測(cè)管； 3電磁檢測(cè)器；電磁檢測(cè)器； 4電磁激勵(lì)器；電磁激勵(lì)器； 5殼體殼體 U形管型式形管型式 形管型式形管型式 兩種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖兩種科里奧利質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 7.1.2 熱式質(zhì)量流量計(jì)熱式質(zhì)量流量計(jì)基于流體中熱傳遞和熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量流量的關(guān)系。基于流體中熱傳遞和熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量流量的關(guān)系。 其工作機(jī)理是利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，測(cè)量因流體流其工作機(jī)理是利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，測(cè)量因流體流動(dòng)造成的溫度場(chǎng)變化，從而測(cè)得

43、流體的質(zhì)量流量。動(dòng)造成的溫度場(chǎng)變化，從而測(cè)得流體的質(zhì)量流量。 被測(cè)流體的質(zhì)量流量可表示為被測(cè)流體的質(zhì)量流量可表示為 TPcqpm（P為加熱功率；為加熱功率；cp為比定壓熱容；為比定壓熱容； T為加熱器前后溫差）為加熱器前后溫差） 若采用恒定功率法，測(cè)量溫差若采用恒定功率法，測(cè)量溫差 T就可以求得質(zhì)量流量；就可以求得質(zhì)量流量； 若采用恒定溫差法，則測(cè)出熱量的輸入功率若采用恒定溫差法，則測(cè)出熱量的輸入功率P就可以求得就可以求得質(zhì)量流量質(zhì)量流量 非接觸式對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的熱式質(zhì)量流量計(jì)非接觸式對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的熱式質(zhì)量流量計(jì) 1鎳管；鎳管； 2加熱線(xiàn)圈；加熱線(xiàn)圈； 3測(cè)溫線(xiàn)圈測(cè)溫線(xiàn)圈 4調(diào)零電阻；調(diào)零電阻； 5電流

44、表電流表 當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)則形成變化的溫度則形成變化的溫度場(chǎng)，兩只測(cè)溫鉑電場(chǎng)，兩只測(cè)溫鉑電阻值的變化使電橋阻值的變化使電橋產(chǎn)生不平衡電壓，產(chǎn)生不平衡電壓，測(cè)得此信號(hào)可知溫測(cè)得此信號(hào)可知溫差差 T，即可求得流，即可求得流體的質(zhì)量流量體的質(zhì)量流量 。 適用于微小流量測(cè)量。當(dāng)需要測(cè)量較大流量時(shí)，要采用適用于微小流量測(cè)量。當(dāng)需要測(cè)量較大流量時(shí)，要采用分流方法，僅測(cè)一小部分流量，再求得全流量。分流方法，僅測(cè)一小部分流量，再求得全流量。7.1.3 沖量式質(zhì)量流量計(jì)沖量式質(zhì)量流量計(jì)用于測(cè)量自由落下的固體粉料的質(zhì)量流量。用于測(cè)量自由落下的固體粉料的質(zhì)量流量。 由沖量傳感器及顯示儀表組成。由沖量傳感器及

45、顯示儀表組成。沖量傳感器感受被測(cè)介沖量傳感器感受被測(cè)介質(zhì)的沖力，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大等處理后輸出與質(zhì)量流量成比例的質(zhì)的沖力，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大等處理后輸出與質(zhì)量流量成比例的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。1沖板；沖板； 2沖板軸；沖板軸；3物料；物料； 4輸送機(jī)輸送機(jī) sinsin2ghQFMm 轉(zhuǎn)換裝置檢測(cè)沖轉(zhuǎn)換裝置檢測(cè)沖板軸的位移量，經(jīng)轉(zhuǎn)板軸的位移量，經(jīng)轉(zhuǎn)換放大后輸出與流量換放大后輸出與流量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。 適用于各種固體粉料介質(zhì)的流量測(cè)量，從粉末適用于各種固體粉料介質(zhì)的流量測(cè)量，從粉末到塊狀物以及漿狀物料。到塊狀物以及漿狀物料。 流量計(jì)的選擇主要考慮被測(cè)介質(zhì)的大小、重量流量計(jì)的選擇主要考慮被測(cè)介質(zhì)的大

46、小、重量和正常工作流量等條件。和正常工作流量等條件。 正常流量應(yīng)在流量計(jì)最大流量的正常流量應(yīng)在流量計(jì)最大流量的30308080之間。之間。 改變流量計(jì)的量程彈簧可以調(diào)整流量測(cè)量范圍。改變流量計(jì)的量程彈簧可以調(diào)整流量測(cè)量范圍。 安裝沖量式質(zhì)量流量計(jì)時(shí)，要求物料必須保證自由落安裝沖量式質(zhì)量流量計(jì)時(shí)，要求物料必須保證自由落下，不得有外加力作用于被測(cè)物體上。下，不得有外加力作用于被測(cè)物體上。 沖板安裝角度、進(jìn)料口與沖板間角度及高度有一定要沖板安裝角度、進(jìn)料口與沖板間角度及高度有一定要求，并與量程選擇有一定關(guān)系，選用前應(yīng)進(jìn)行計(jì)算求，并與量程選擇有一定關(guān)系，選用前應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。 由多個(gè)傳感器組合而成的質(zhì)量流

47、量測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)由多個(gè)傳感器組合而成的質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)間接推導(dǎo)出流體的質(zhì)量流量。傳感器的輸出信號(hào)間接推導(dǎo)出流體的質(zhì)量流量。 組合方式主要有以下幾種：組合方式主要有以下幾種：(1)(1)差壓式流量傳感器與密度傳感器組合方式差壓式流量傳感器與密度傳感器組合方式mvvkqqkkkqK21221(2)體積流量傳感器與密度流量傳感器組合方式體積流量傳感器與密度流量傳感器組合方式 Klqvk2=Kqm (3) (3)差壓式流量傳感器與體積式流量傳感器組合方式差壓式流量傳感器與體積式流量傳感器組合方式mvvkqqkqk221是一種流體阻力式流量計(jì)。是一種流體阻力式流量計(jì)。 4一變送器；

48、一變送器； 5一測(cè)量導(dǎo)管一測(cè)量導(dǎo)管1一靶；一靶； 2一密封膜片一密封膜片 ；3一靶桿；一靶桿； 在管道中心迎著流速方向在管道中心迎著流速方向安裝一個(gè)圓盤(pán)形的靶，流體經(jīng)安裝一個(gè)圓盤(pán)形的靶，流體經(jīng)過(guò)時(shí)，靶要受到流體的作用力，過(guò)時(shí)，靶要受到流體的作用力，該力可分為三部分：該力可分為三部分： 流體對(duì)靶的直接沖擊力，流體對(duì)靶的直接沖擊力， 即流體的動(dòng)壓力。即流體的動(dòng)壓力。 靶對(duì)流體的節(jié)流作用，靶對(duì)流體的節(jié)流作用， 在靶前后兩側(cè)產(chǎn)生的靜在靶前后兩側(cè)產(chǎn)生的靜 壓力差。壓力差。 流體對(duì)靶的黏滯摩擦力。流體對(duì)靶的黏滯摩擦力。 靶式流量計(jì)的流量基本方程式靶式流量計(jì)的流量基本方程式 在被測(cè)流體的密度在被測(cè)流體的密度

49、，管道直徑，管道直徑D D，靶徑，靶徑d d和流量系數(shù)和流量系數(shù)K Ka a已知的情況下，只要測(cè)出靶上受到的作用力已知的情況下，只要測(cè)出靶上受到的作用力F F，便可以求出流，便可以求出流過(guò)管道的流體流量過(guò)管道的流體流量q qv v 。 對(duì)靶受力的測(cè)量方法有多種，如力平衡式、壓電式等。對(duì)靶受力的測(cè)量方法有多種，如力平衡式、壓電式等。 可以測(cè)量液體、氣體和蒸汽的流量，測(cè)量低雷諾數(shù)流體流可以測(cè)量液體、氣體和蒸汽的流量，測(cè)量低雷諾數(shù)流體流量量( (例如大黏度、小流量等例如大黏度、小流量等) )和含有固體顆粒的漿液和含有固體顆粒的漿液 ( (泥漿、紙泥漿、紙漿、砂漿、礦漿等漿、砂漿、礦漿等) )。 當(dāng)流

50、量很大時(shí)，流體對(duì)靶的黏滯摩擦力可以忽略不當(dāng)流量很大時(shí)，流體對(duì)靶的黏滯摩擦力可以忽略不計(jì)。流體作用在靶上的力主要取決于前二項(xiàng)，如果以動(dòng)計(jì)。流體作用在靶上的力主要取決于前二項(xiàng)，如果以動(dòng)能形式來(lái)表示該作用力，則可寫(xiě)成如下形式：能形式來(lái)表示該作用力，則可寫(xiě)成如下形式： FKAd v22 根據(jù)排出體積進(jìn)行流量累計(jì)的儀表。利用根據(jù)排出體積進(jìn)行流量累計(jì)的儀表。利用運(yùn)動(dòng)元件的往復(fù)次數(shù)或轉(zhuǎn)速與流體的連續(xù)排出運(yùn)動(dòng)元件的往復(fù)次數(shù)或轉(zhuǎn)速與流體的連續(xù)排出量成比例的關(guān)系對(duì)被測(cè)流體進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)量成比例的關(guān)系對(duì)被測(cè)流體進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè) ?？梢杂?jì)量各種液體和氣體的累積流量可以計(jì)量各種液體和氣體的累積流量 ?？梢跃_測(cè)量體積量。

51、可以精確測(cè)量體積量。 家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計(jì)量?jī)x表。家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計(jì)量?jī)x表。 根據(jù)轉(zhuǎn)子的形狀分為：橢圓齒輪流量計(jì)（液體型）根據(jù)轉(zhuǎn)子的形狀分為：橢圓齒輪流量計(jì)（液體型） 腰輪流量計(jì)（氣體型和液體）腰輪流量計(jì)（氣體型和液體） 刮板式流量計(jì)（液體型）刮板式流量計(jì)（液體型）設(shè)：設(shè)：V V0 0計(jì)量室的容積；計(jì)量室的容積；n n轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，則有排出的流體總量排出的流體總量 0nVQn 兩個(gè)橢圓齒輪兩個(gè)橢圓齒輪A A、B B在進(jìn)出口流體壓力差的作用下，交替地相互驅(qū)動(dòng)，并在進(jìn)出口流體壓力差的作用下，交替地相互驅(qū)動(dòng)，并各自繞軸作非勻角速度的轉(zhuǎn)動(dòng)。各自繞軸作

52、非勻角速度的轉(zhuǎn)動(dòng)。 在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)不斷地將充滿(mǎn)在齒輪與殼體之間的固定容積內(nèi)的流體在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)不斷地將充滿(mǎn)在齒輪與殼體之間的固定容積內(nèi)的流體一份一份地排出。一份一份地排出。 齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過(guò)機(jī)械的或其他的方式測(cè)出從而可以得知流體總流量。齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過(guò)機(jī)械的或其他的方式測(cè)出從而可以得知流體總流量。 4.11.1.1 橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)測(cè)量本體由一對(duì)相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。測(cè)量本體由一對(duì)相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。 9.1.2 9.1.2 腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)( (羅茨流量計(jì)羅茨流量計(jì)) ) 工作原理與橢圓齒輪流量計(jì)相同，工作原理與橢圓齒輪流量計(jì)相同，它們的結(jié)構(gòu)

53、也相似，只是它們的結(jié)構(gòu)也相似，只是其測(cè)量轉(zhuǎn)子是兩個(gè)不帶齒的腰形輪。其測(cè)量轉(zhuǎn)子是兩個(gè)不帶齒的腰形輪。 腰形輪形狀可保證在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中兩輪外緣保持良好的面接觸，以依次排腰形輪形狀可保證在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中兩輪外緣保持良好的面接觸，以依次排出定量流體，而兩個(gè)腰輪的驅(qū)動(dòng)是由套在殼體外的與腰輪同軸上的嚙合齒輪出定量流體，而兩個(gè)腰輪的驅(qū)動(dòng)是由套在殼體外的與腰輪同軸上的嚙合齒輪來(lái)完成的。來(lái)完成的。 微小微小/小流量流量計(jì)小流量流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)用于高粘度介質(zhì)用于高粘度介質(zhì)渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)用于低粘度介質(zhì)用于低粘度介質(zhì)橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)9.1.3 皮膜式家用煤氣表皮膜式家用煤氣表 在剛性容器

54、中由柔性皮膜分隔而成在剛性容器中由柔性皮膜分隔而成I和和 II、III和和IV四個(gè)計(jì)量室。四個(gè)計(jì)量室。 可以左右運(yùn)動(dòng)的滑閥在煤可以左右運(yùn)動(dòng)的滑閥在煤氣進(jìn)出口差壓的作用下作往復(fù)氣進(jìn)出口差壓的作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。煤氣由入口進(jìn)入，通過(guò)煤氣由入口進(jìn)入，通過(guò)滑閥的換向依次進(jìn)入氣室滑閥的換向依次進(jìn)入氣室I、或或、，并排向出口。皮膜，并排向出口。皮膜往復(fù)一次將流過(guò)一定體積的煤往復(fù)一次將流過(guò)一定體積的煤氣，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)裝置氣，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)裝置能測(cè)得往復(fù)次數(shù)，從而可知煤能測(cè)得往復(fù)次數(shù)，從而可知煤氣總量氣總量 。 此儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉，精確度可達(dá)此儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格

55、低廉，精確度可達(dá) 2，是，是家庭專(zhuān)用煤氣儀表。家庭專(zhuān)用煤氣儀表。 流量計(jì)的安裝地點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足技術(shù)性能規(guī)定的條件，儀表在安裝前必流量計(jì)的安裝地點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足技術(shù)性能規(guī)定的條件，儀表在安裝前必須進(jìn)行檢定。須進(jìn)行檢定。 使用注意事項(xiàng)：使用注意事項(xiàng)：l(1)選擇這種流量計(jì)時(shí)，不能簡(jiǎn)單地按連接管道的直徑大小去確定儀表規(guī)選擇這種流量計(jì)時(shí)，不能簡(jiǎn)單地按連接管道的直徑大小去確定儀表規(guī) 格；應(yīng)注意實(shí)際應(yīng)用時(shí)的測(cè)量范圍，保持在所選儀表的量程范圍以?xún)?nèi)。格；應(yīng)注意實(shí)際應(yīng)用時(shí)的測(cè)量范圍，保持在所選儀表的量程范圍以?xún)?nèi)。l(2)為了避免液體中的固體顆粒進(jìn)入流量計(jì)為了避免液體中的固體顆粒進(jìn)入流量計(jì)而而磨損運(yùn)動(dòng)部件，流量計(jì)前應(yīng)磨損運(yùn)動(dòng)部

56、件，流量計(jì)前應(yīng) 裝配篩網(wǎng)過(guò)濾器，并注意定期清洗和更換過(guò)濾網(wǎng)。裝配篩網(wǎng)過(guò)濾器，并注意定期清洗和更換過(guò)濾網(wǎng)。l(3)如被測(cè)液體含有氣體或可能析出氣體時(shí)，在流量計(jì)前方應(yīng)裝氣液分如被測(cè)液體含有氣體或可能析出氣體時(shí)，在流量計(jì)前方應(yīng)裝氣液分 離器，以免氣體進(jìn)入流量計(jì)形成氣泡而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。離器，以免氣體進(jìn)入流量計(jì)形成氣泡而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。l(4)在精密測(cè)量中應(yīng)考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度變化對(duì)流量測(cè)量的影響，在精密測(cè)量中應(yīng)考慮被測(cè)介質(zhì)的溫度變化對(duì)流量測(cè)量的影響，當(dāng)黏度、當(dāng)黏度、 溫度參數(shù)超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，應(yīng)對(duì)流量值進(jìn)行修正。溫度參數(shù)超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，應(yīng)對(duì)流量值進(jìn)行修正。過(guò)去都采用人工過(guò)去都采用人工 修正，現(xiàn)在已有溫度

57、與壓力自動(dòng)補(bǔ)償并自動(dòng)顯示記錄的容積流量計(jì)。修正，現(xiàn)在已有溫度與壓力自動(dòng)補(bǔ)償并自動(dòng)顯示記錄的容積流量計(jì)。l(5)在使用過(guò)程中，被測(cè)流體應(yīng)充滿(mǎn)管道。在使用過(guò)程中，被測(cè)流體應(yīng)充滿(mǎn)管道。 當(dāng)流體通過(guò)管道彎頭時(shí)，受到當(dāng)流體通過(guò)管道彎頭時(shí)，受到角加速的作用而產(chǎn)生的離心力會(huì)在角加速的作用而產(chǎn)生的離心力會(huì)在彎頭的外半徑側(cè)與內(nèi)半徑側(cè)形成差彎頭的外半徑側(cè)與內(nèi)半徑側(cè)形成差壓，此差壓的平方根與流體流量成壓，此差壓的平方根與流體流量成正比，這就是彎管流量計(jì)的測(cè)量原正比，這就是彎管流量計(jì)的測(cè)量原理。理。 彎管流量計(jì)的流量方程式彎管流量計(jì)的流量方程式 242kDqVD為彎頭內(nèi)徑；為彎頭內(nèi)徑； 為流體密度；為流體密度； P為

58、差壓值；為差壓值；k是為彎管流量系數(shù)是為彎管流量系數(shù) 11 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 利用節(jié)流原理測(cè)量流體流量的，它的差壓值基本利用節(jié)流原理測(cè)量流體流量的，它的差壓值基本保持不變，通過(guò)節(jié)流面積的變化反映流量的大小，故保持不變，通過(guò)節(jié)流面積的變化反映流量的大小，故又稱(chēng)又稱(chēng)恒壓降變截面恒壓降變截面流量計(jì)，也稱(chēng)作浮子流量計(jì)流量計(jì)，也稱(chēng)作浮子流量計(jì) 。4.13.1 結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理 主體由一根自下主體由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一只可以沿錐形管和一只可以沿錐形管軸向上下自由移動(dòng)管軸向上下自由移動(dòng)的浮子組成的浮子組成 。 當(dāng)流體流過(guò)環(huán)隙面時(shí)，因節(jié)流作用而在浮子上下端當(dāng)流體流過(guò)環(huán)隙面時(shí)，因節(jié)流作用而在浮子上下端面產(chǎn)生差壓，形成作用于浮子的上升力。面產(chǎn)生差壓，形成作用于浮子的上升力。當(dāng)此上升力與當(dāng)此上升力與浮子在流體中的重量相等時(shí)，浮子就穩(wěn)定在一個(gè)平衡位浮子在流體中的重