2018電大傳感器課程流量測量試驗報告

1、流量測量實驗報告一.實驗?zāi)康?掌握轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計、孔板及差壓變送器的原理及使用方法。2掌握二線制變送器與二次儀表的接線方法。3掌握流量積算儀的使用方法。二.實驗原理流體的流量是化工生產(chǎn)中必須隨時測量、調(diào)節(jié)和控制的一個重要參數(shù)。流量測量儀表種類繁多，差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計等是常用的流量測量一次儀表。直流電源圖3-1二線制變送器與電流輸入二次儀表接線圖直流電源圖3-2二線制變送器與電壓輸入二次儀表接線圖在化工儀表中大多數(shù)變送器的信號傳輸方式都采用匕線制”，即只有兩條輸出線，這樣的變送器稱為二線制變送器，它們輸出的是國際標準信號，即直流電流4-20mA（對于氣動儀表空氣壓力為0

2、.02-0.1MPa）。如各種壓力變送器、差壓變送器等。這類二線制變送器與二次儀表相接時，有二種接法。當二次儀表輸入為電流信號時，接法如圖3-1所示；當二次儀表輸入為電壓信號（直流1-5V）時，接法如圖3-2所示。圖中24V直流電源稱為配電電源，目前，常見的智能二次儀表，本身都帶有24V直流電源輸出，專用于二線制變送器的配電。三.實驗設(shè)備1 LZB-15轉(zhuǎn)子流量計一只。2 CLG-10渦輪流量計一只。3孔板及WS-1151差壓變送器各一只。4WP-L801智能流量積算儀一臺。5化工儀表及自動控制實驗系統(tǒng)一套。四.實驗步驟（一）用轉(zhuǎn)子流量計測量流量關(guān)閉閥6,全開閥3和閥5,微開閥4,啟動水泵2,

3、由小到大逐漸緩慢調(diào)節(jié)閥3的開度，觀察轉(zhuǎn)子的運動狀況，在全量程內(nèi)讀取并記錄5個流量值以及對應(yīng)的壓力表的讀數(shù)，填入表中。（轉(zhuǎn)子流量計的量程為160L/h）測量完畢，關(guān)閉水泵2,全關(guān)閥4和閥5,全開閥3。注意：1啟動水泵時，閥3不能關(guān)死，也不要開度太大。2注意電熱鍋爐的水位，不要讓水從鍋爐上面溢出。（二）用渦輪流量變送器測量流量1按圖3-4所示，連接渦輪變送器與流量積算儀，確定接線無誤后接通流量積算儀電源。（渦輪流量計的量程為1500L/h）2設(shè)置流量積算儀參數(shù)。渦輪變送器變送輸出+4-20mA23J圖3-4渦輪流量變送器與流量積算儀接線圖3關(guān)閉閥4和閥5,全開閥3,微開閥6,啟動水泵2,由小到大逐

4、漸緩慢調(diào)節(jié)閥6的開度，通過流量積算儀，在全量程內(nèi)讀取并記錄5個流量值以及對應(yīng)壓力表的讀數(shù)，填入表中。測量完畢，關(guān)閉水泵2,關(guān)閉流量積算儀電源。（三）用孔板及差壓變送器測量流量1按圖3-5所示，連接孔板、差壓變送器與流量積算儀，確定接線無誤后接通流量積算儀電源?？装迨橇髁繙y量中最常用的節(jié)流裝置，流體在孔板中流過時，在孔板兩端產(chǎn)生壓力差，根據(jù)流量基本方程式，體積流量為：二八P式中：a-流量系數(shù)，eT彭脹校正系數(shù)，F(xiàn)0節(jié)流裝置的開孔截面積,P1一節(jié)流裝置前的流體密度，Ap多流裝置前后實際測得的壓力差?？梢钥闯觯髁縌與壓力差A(yù)p的平方根成正比。孔板兩端的壓差經(jīng)引壓導(dǎo)管，通過三閥組接到差壓變送器，差壓

5、變送器可以測量和直接顯示出孔板輸出的差壓，我們使用的差壓變送器的量程為25Kpao差壓變送器把差壓轉(zhuǎn)換成標準信號（4-20mA電流）送到流量積算儀，流量積算儀將該信號進行開方處理，通過量程及單位換算，顯示出實際流量。同時流量積算儀的變送輸出端，輸出流量信號，可用于后續(xù)處理。直流毫安表顯示的是差壓變送器輸出的電流值2流量積算儀參數(shù)設(shè)置3全開閥1,微開閥2,啟動水泵1。打開平衡閥a使差壓變送器正、負壓室連通，再打開切斷閥b和閥c,待差壓變送器正負壓室平衡后（即流量顯示為0時），關(guān)閉平衡閥a,開始流量測量。由小到大逐漸緩慢調(diào)節(jié)閥2的開度，記錄孔板輸出的差壓、電流表顯示的電151676流、流量積算儀顯

6、示的流量等對應(yīng)值，并填入表中（在全量程范圍記錄10組數(shù)據(jù)）。同時22變送輸出0-+4-20mA23J圖3-5孔板、差壓變送器與流量積算儀接線圖觀察孔板、差壓變送器、智能流量積算儀的運行情況，掌握其工作原理及使用方法。差壓變送器停用時，先打開平衡閥，后關(guān)閉切斷閥。測量完畢，關(guān)閉水泵1,關(guān)閉流量積算儀電源。（差壓變送器的量程為25Kpa）五.實驗注意事項1在沒有了解實驗系統(tǒng)功能、特點及當前所處狀態(tài)前不要接通總電源。2在測量過程中，引壓管中不能有汽泡，否則會引起測量誤差。六.實驗數(shù)據(jù)記錄和實驗數(shù)據(jù)處理壓力表t數(shù)（MPa）0.1600.1600.1600.1600.160轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)（L/h）547

7、088116132（二）用渦輪流量變送器測量流量壓力表t數(shù)（MPa）0.1600.1550.1540.1520.148流量（L/h）3026948349841270差壓AP(KPa)1010.511.7512.7514.7515.7516.7517.2518.2519.5電流I(mA)10.611.111.612.313.714.314.815.215.916.6流量Q(L/h)963100010401080116012001233126012901330Q/VZp0.3220.3320.3640.3880.4330.4550.4700.4860.5080.535七.思考題1通過實驗數(shù)據(jù)，說明

8、孔板前后差壓與孔板中流量之間的關(guān)系答：流體在孔板中流過時，在孔板兩端產(chǎn)生壓力差，根據(jù)流量基本方程式，體積流量為:小匚）2力Q=小年0后即式中：流量系數(shù)，eT彭脹校正系數(shù)，F(xiàn)0節(jié)流裝置的開孔截面積，pi一節(jié)流裝置前的流體密度，Ap多流裝置前后實際測得的壓力差?？梢钥闯?，理論上流量Q與壓力差A(yù)p的平方根成正比。由表3的實驗數(shù)據(jù)中Q/JZP的值維持在0.3到0.55之間，在實驗誤差范圍內(nèi)基本保持不變，因此可認為流量Q與壓力差A(yù)p的平方根成正比2簡述轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計、孔板等測量流量的優(yōu)缺點。（1）轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點：轉(zhuǎn)子流量計使用于小管徑和低流速；轉(zhuǎn)子流量計可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的轉(zhuǎn)

9、子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500,雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)，亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)；大部分轉(zhuǎn)子流量計對上游直管段要求不高；轉(zhuǎn)子流量計有較寬的流量范圍度，一般為10:1,最低為5:1,最高為25:1。流量檢測元件的輸出接近于線性；壓力損失較低。轉(zhuǎn)子流量計的缺點：使用流體和出廠標定流體不同時，要作流量示值修正；大部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝；轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用局限于中小管徑，普通全流型轉(zhuǎn)子流量計不能用于大管徑。(2)渦輪流量計的優(yōu)點：渦輪流量計是一種速度式儀表，它具有精度高，重復(fù)性好，元零點漂移，抗干擾能力好，結(jié)構(gòu)簡單，運動部件少，耐高壓，測量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優(yōu)點，用于封閉管道中測量低粘度氣體的體積流量和總量。渦輪流量計的缺點：不能長期保持校準特性，流體物性對流量特性有較大影響。(3)孔板流量計的優(yōu)點：標準節(jié)流件是全用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是唯一的；：結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉；應(yīng)用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽卜部分混相流，一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品；:檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn)，便與專業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)?？装辶髁坑嫷娜秉c：測量的重復(fù)性、精確度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復(fù)雜，精確度難于