第三章() 流量測量

1、化工儀表及自動化第三章第三章 檢測儀表與傳感器檢測儀表與傳感器 2第三節(jié) 流量檢測及儀表n 一、概述在生產(chǎn)過程中，為了有效地進(jìn)行操作、控制和監(jiān)督，需要檢測各種流體(如液體、氣體和蒸汽等)的流量。物料總量的計量也是經(jīng)濟(jì)核算和能源管理的重要依據(jù)。流量檢測儀表是發(fā)展生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具，是工業(yè)自動化儀表與裝置中的重要儀表之一。33.1 流量檢測的基本概念n 流量的概念和單位流體的流量是指在短暫時間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時間之比，該時間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時流量。在某一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量在某

2、一段時間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量在某一段時間內(nèi)的累計值。在某一段時間內(nèi)的累計值。流體數(shù)量以體積表示稱為體積流量，流體數(shù)量以質(zhì)量表示稱為質(zhì)量流量。vdVQvAdtdMQmvAdt單位：m3/s單位：Kg/s4第三節(jié) 流量檢測及儀表MQQM或如以 t 表示時間，則流量和總量之間的關(guān)系是 ttMdtMQdtQ00,總總測量流體流量的儀表。：測量流體總量的儀表。 5第三節(jié) 流量檢測及儀表 以測量流體在管道內(nèi)的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表如：差壓式流量計，轉(zhuǎn)子流量計、靶式流量計、電磁流量計、如：差壓式流量計，轉(zhuǎn)子流量計、靶式流量計、電磁流量計、渦輪流量計等。渦輪流量計等。 以單位時間內(nèi)

3、所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。如橢圓齒輪流量汁、腰輪如橢圓齒輪流量汁、腰輪( (羅茨羅茨) )流量計、流量計、刮板流量計等。刮板流量計等。 以測量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計。如：熱式質(zhì)量如：熱式質(zhì)量流量計、補(bǔ)償式質(zhì)量流量計、振動式質(zhì)量流量計等。流量計、補(bǔ)償式質(zhì)量流量計、振動式質(zhì)量流量計等。質(zhì)量流量計分直接式和間接式兩種。 分類6體積流量檢測方法n 組成：容積式流量計由測量室、運(yùn)動部件、傳動和顯示部件組成。它的測量主體為具有固定標(biāo)準(zhǔn)容積的測量室，測量室由流量計內(nèi)部的運(yùn)動部件與殼體構(gòu)成。n 按運(yùn)動部件分類：往復(fù)運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動兩種形式。n往復(fù)運(yùn)動式有家用煤氣表、活塞式

4、油量表等。往復(fù)運(yùn)動式有家用煤氣表、活塞式油量表等。n旋轉(zhuǎn)運(yùn)動式有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動式有旋轉(zhuǎn)活塞式流量計旋轉(zhuǎn)活塞式流量計、橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計、腰輪流量計腰輪流量計等。等。7三、質(zhì)量流量計n 間接式質(zhì)量流量計分別測量體積流量和密度再用乘法計算出質(zhì)量流量。n 直接式質(zhì)量流量計利用科氏力的作用使彎曲的彈性管道兩側(cè)產(chǎn)生震動相位差v 質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，只用于壓力變化較大的可壓縮流體。8第三節(jié) 流量檢測及儀表n 二、差壓式流量計 是是基于流體流動的節(jié)流基于流體流動的節(jié)流原理原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。測量的。 是目前生產(chǎn)中測量

5、流量最成熟，最常用的方法之一是目前生產(chǎn)中測量流量最成熟，最常用的方法之一。 通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以及顯示儀表所組成。及顯示儀表所組成。 9第三節(jié) 流量檢測及儀表 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象象。節(jié)流裝置節(jié)流裝置是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝胃的總稱，元件和取壓裝胃的總稱，包括節(jié)流件和取壓裝置。包括節(jié)流件

6、和取壓裝置。10節(jié)流現(xiàn)象n 理論上：只要在管道中安置一個具有任意形狀開孔截面的阻流體，均可產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，并且在阻流體兩側(cè)會有相應(yīng)的流量和差壓的關(guān)系。n 實際上：這些關(guān)系并不一定都能滿足流量測量的要求，只有差壓與流量之間存在比較穩(wěn)定的關(guān)系，且重復(fù)性又較好的節(jié)流元件才有實用價值。n 常用的節(jié)流元件有同心圓孔板、噴嘴、文丘利管。特別注意！特別注意！11第三節(jié) 流量檢測及儀表圖3-17 孔板裝置及壓力、流速分布圖 要準(zhǔn)確測量出截面、處的壓力有困難，因為產(chǎn)生最低靜壓力p2的截面的位置隨著流速的不同會改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測得的壓差與

7、流量之間的關(guān)系，與測壓點及測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。注意注意12p1p213應(yīng)用應(yīng)用動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換的原理動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換的原理檢測流量檢測流量 節(jié)流元件附近流速和壓力分布情況 檢測原理檢測原理n 當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。n 基礎(chǔ)：流體連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。n 壓差影響因素：流量、節(jié)流裝置形式、管道內(nèi)流體的物理性質(zhì)（密度、粘度）14第三節(jié) 流量檢測及儀表 流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流

8、量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。 pFMpFQ101022要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。 流量與壓力差P的平方根成正比。15第三節(jié) 流量檢測及儀表 國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。 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、取壓方法、使用條件等。 1617 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件 標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適合大流量的測量標(biāo)準(zhǔn)噴嘴標(biāo)準(zhǔn)噴嘴標(biāo)準(zhǔn)文丘里管標(biāo)準(zhǔn)文丘里管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壓力損失比孔板小18第三節(jié) 流量檢測及儀表圖3-19 孔板斷面示意圖如左圖，標(biāo)準(zhǔn)孔板對尺寸和公差、粗糙如左

9、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。度等都有詳細(xì)規(guī)定。 其中dD應(yīng)在0.20.8之間；最小孔徑應(yīng)不小于12.5mm；直孔部分的厚度h（0.0050.02）D；總厚度H0.05D；錐面的斜角3045等等，需要時可參閱設(shè)計手冊。 19第三節(jié) 流量檢測及儀表標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴為角接取壓法。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法角接取壓法法蘭取壓法分為圖3-20 環(huán)式取壓結(jié)構(gòu)1管道法蘭；2環(huán)室；3孔板；4夾緊環(huán)20第三節(jié) 流量檢測及儀表環(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，其測量精度仍難保證。，在現(xiàn)場使用時

10、，為了加工和安裝方便，有時不用環(huán)室而用單獨(dú)鉆孔取壓，特別是對大口徑管道。21 環(huán)室取壓 單獨(dú)鉆孔取壓 法蘭取壓 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴取壓方式 標(biāo)準(zhǔn)孔板的幾種取壓方式標(biāo)準(zhǔn)孔板的取壓方式22第三節(jié) 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)應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，安裝構(gòu)簡單，安裝方便，適用于方便，適用于大流量的測量大流量的測量流體經(jīng)過孔板后壓力損流體經(jīng)過孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不失大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失允許有較大的壓力損失時，便不宜采用。時，便不宜采用。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壓力損失較孔板小板小結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易加工工23第三節(jié) 流量檢測

11、及儀表 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測量管道直徑大于50mm，雷諾數(shù)在104105以上的流體，而且流體應(yīng)當(dāng)清潔，充滿全部管道，不發(fā)生相變。 節(jié)流裝置將管道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的差壓大小，但這個差壓信號還必須由導(dǎo)壓管引出，并傳遞到相應(yīng)的差壓計，以便顯示出流量的數(shù)值。 24第三節(jié) 流量檢測及儀表 在現(xiàn)場實際應(yīng)用時，往往具有比較大的測量誤差，有的甚至高達(dá)1020。 不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計計算和加工制造，不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計計算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計有足夠的實際測量精度。證差壓式流量計有

12、足夠的實際測量精度。 25第三節(jié) 流量檢測及儀表被測流體工作狀態(tài)的變動。節(jié)流裝置安裝不正確?？装迦肟谶吘壍哪p。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象差壓計安裝或使用不正確26第三節(jié) 流量檢測及儀表 導(dǎo)壓管要正確地安裝，防止堵塞與滲漏，否則會引起較大的測量誤差。對于不同的被測介質(zhì)，導(dǎo)壓管的安裝亦有不同的要求，下面分類討論。圖3-21 測量液體流量時的取壓點位置 圖3-22 測量液體流量時的連接圖1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管；3放空閥；4平衡閥；5差壓變送器；6貯氣罐；7切斷閥27第三節(jié) 流量檢測及儀表a) 取壓點應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角為045。 b) 引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可

13、，導(dǎo)壓管亦應(yīng)下傾一定坡度（至少120110），使氣泡易于排出。 c) 在引壓導(dǎo)管的管路中，應(yīng)有排氣的裝置。 28第三節(jié) 流量檢測及儀表 a) 取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部。 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，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體。 c) 如果差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和排放閥，如圖3-23所示。 29第三節(jié) 流量檢測及儀表圖3-23 測量氣體流量時的連接圖1節(jié)流裝置；2引壓導(dǎo)管；3差壓變送器；4貯液罐；5排放閥圖3-24 測量蒸汽流量的連接圖1節(jié)流裝置；2凝液罐；3引壓導(dǎo)管；4排放閥；5差壓變送器；6平衡閥30第三節(jié) 流量檢測及儀表差壓計或差壓變送器安裝

14、或使用不正確也會引起測量誤差。差壓計或差壓變送器安裝或使用不正確也會引起測量誤差。 由引壓導(dǎo)管接至差壓計或變送器前，必須安裝切斷閥1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥組，如圖3-25所示。 測量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計）的介質(zhì)流量時，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖3-26所示。 31第三節(jié) 流量檢測及儀表圖3-25 差壓計閥組安裝示意圖1，2切斷閥；3平衡閥圖3-26 隔離罐的兩種形式32 差壓計三閥組的安裝示意圖如圖 所示， 它包括兩個切斷閥和一個平衡閥。 安裝三閥組的主 要目的是為了在開停表時，防止差壓計單向受到很大的靜壓力，使儀表產(chǎn)生附加誤差，甚至損壞。為此，必須正確地使

15、用三閥組。具體步驟是： 先開平衡閥 3 ，使正負(fù)壓室連通；然后再依次逐漸打開壓側(cè)的切斷閥 1 和負(fù)壓側(cè)的切斷閥 2 ，使差壓計的正負(fù)壓室承受同樣的壓力；最后再漸漸地關(guān)閉平衡閥 3 ，差壓計即投人運(yùn)行。 當(dāng)差壓計需要停用時，應(yīng)先打開平衡閥 3 ，然后再關(guān)閉切斷閥 1 和 2 。 如何正確安裝三閥組？ p5333第三節(jié) 流量檢測及儀表n 三、轉(zhuǎn)子流量計 以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。圖3-26 轉(zhuǎn)子流量計的工作原理圖34n 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計也是利用節(jié)流原理測量流體的流量，但它的差壓值基本保持不變，是通過節(jié)流面積的變化反映流

16、量的大小。應(yīng)用改變流通面積的方法檢測流量 。轉(zhuǎn)子流量計可以測量多種介質(zhì)的流量，更適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。 特別注意！特別注意！35特點特點：結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測量范圍比較寬，刻度為線性。轉(zhuǎn)子流量計測量精確度為2%左右。但儀表測量受被測介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響，還受安裝位置的影響。36第三節(jié) 流量檢測及儀表AppgVft21AgVpppft21phMf2轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是（3-173-17）由式（3-17）可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量大小或phQf2將式（3-18）代入上兩

17、式，得AgVhMfft2或AgVhQfft2（3-183-18）37轉(zhuǎn)子流量計的安裝38第三節(jié) 流量檢測及儀表 它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號，適合于遠(yuǎn)傳，進(jìn)行顯示或記錄。 LZD系列電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成。 圖3-27 差動變壓器結(jié)構(gòu)39第三節(jié) 流量檢測及儀表 若將轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子若將轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子與差動變壓器的鐵芯連接起與差動變壓器的鐵芯連接起來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)來，使轉(zhuǎn)子隨流量變化的運(yùn)動帶動鐵芯一起運(yùn)動，那么，動帶動鐵芯一起運(yùn)動，那么，就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成就可以將流量的大小轉(zhuǎn)換成輸出感應(yīng)電勢的大小。輸出感應(yīng)電勢的大小。40第三節(jié) 流量

18、檢測及儀表圖3-28 LTD系列電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計41第三節(jié) 流量檢測及儀表AgVhQwwt20 轉(zhuǎn)子流量計的流量標(biāo)尺上的刻度值，對用于測量液體來講是代表20時水的流量值，對用于測量氣體來講則是代表20，0.10133MPa壓力下空氣的流量值。所以，在實際使用時，要根據(jù)具體體情況進(jìn)行修正。 （3-233-23）42第三節(jié) 流量檢測及儀表AgVhQfftf2fQfwftfwtQKQQ0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 （3-243-24）整理后得wftfwtQK（3-263-26）（3-253-25）43第三節(jié) 流量檢測及儀表fMfwfwtwfMKMQ0wfftwtMK

19、ffQK9 . 79 . 6ffMK9 . 79 . 6同理可導(dǎo)得質(zhì)量流量的修正公式為當(dāng)采用耐酸不銹鋼作為轉(zhuǎn)子材料時，t7.9g/cm3，水的密度w1g/cm3，代入（3-27）與式（3-28）得 （3-273-27）（3-283-28）（3-293-29）（3-303-30）44第三節(jié) 流量檢測及儀表f tKQKMtKQKM tKQKM0.400.6701.516 0.950.9711.022 1.501.2720.8470.450.6461.435 1.001.0001.000 1.551.2970.8370.500.6831.365 1.051.0280.979 1.600.3230.8

20、270.550.7191.307 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 1.901.4770.7780.850.9121.073 1.401.2200.872 1.95

21、1.5040.7710.900.9441.046 1.451.2450.859 2.001.5290.764表3-3 密度修正系數(shù)表45第三節(jié) 流量檢測及儀表9 . 0QK例例4 4現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計來測量苯的流現(xiàn)用一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計來測量苯的流量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，量，已知轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，t7.9g/cm7.9g/cm3 3，苯的密，苯的密度為度為f0.83g/cm0.83g/cm3 3。試問流量計讀數(shù)為。試問流量計讀數(shù)為3.6L/s3.6L/s時，苯時，苯的實際流量是多少？的實際流量是多少？ sLQKQQf/46 . 39 . 0110解解由式（3-29）計算或由表3

22、-3可查得 將此值代入式（3-25），得 即苯的實際流量為4L/s。46第三節(jié) 流量檢測及儀表（2 2）氣體流量測定時的修正）氣體流量測定時的修正對被測介質(zhì)的密度、工作壓力和溫度均需進(jìn)行修正。 當(dāng)已知儀表顯示刻度Q0，要計算實際的工作介質(zhì)流量時，可按下式修正。001001101111QKKKQTTppQTP上式計算得到的上式計算得到的Q是被測介質(zhì)在單位時間（小時）是被測介質(zhì)在單位時間（小時）內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），內(nèi)流過轉(zhuǎn)子流量計的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)立方米），而不是被測介質(zhì)在實際工作狀態(tài)下的容積流量。而不是被測介質(zhì)在實際工作狀態(tài)下的容積流量。 47第三節(jié) 流量

23、檢測及儀表例例5 某廠用轉(zhuǎn)子流量計來測量溫度為某廠用轉(zhuǎn)子流量計來測量溫度為27，表壓為，表壓為0.16MPa的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為的空氣流量，問轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為38Nm3/h時，空氣的實際流量是多少？時，空氣的實際流量是多少？ 解解已知Q038Nm3/h，p10.160.101330.26133MPa， T127273300K，T0293K，p00.10133MPa， 101.293Kg/Nm3。 將上列數(shù)據(jù)代入上式，便可得 即這時空氣的流量為60.3Nm3/h。 hNmQ/3 .603830029310133. 026133. 0293. 1293. 13148第三節(jié) 流量檢測及儀表

24、ffffwfftwtMMQ10009 . 719 . 70tf（3 3）蒸汽流量測量時的換算）蒸汽流量測量時的換算ffMQ156.290 轉(zhuǎn)子流量計用來測量水蒸氣流量時，若將蒸汽流量換算為水流量，可按式（3-27）計算。 若轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼， 7.9g/cm3，則有 當(dāng)時49第三節(jié) 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，可從上式換算成相應(yīng)的水流量值，然后量值時，可從上式換算成相應(yīng)的水流量值，然后按轉(zhuǎn)子流量計規(guī)格選擇合適口徑的儀表。按轉(zhuǎn)子流量計規(guī)格選擇合適口徑的儀表。 50第三節(jié) 流量檢測及儀表n 四、橢圓齒輪流量計 p59圖3-30

25、 橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理通過橢圓齒輪流量計的體積流量04nVQ 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。 橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。 橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。 橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。 51體積流量檢測方法n (1)橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計的測量本體由一對相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。52體積流量檢測方法兩個橢圓齒輪 A 、 B 在進(jìn)出口流體壓力差的作用下，交替地相互驅(qū)動，并各自繞軸作非勻角速度的轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動過程中連續(xù)不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的固定容積內(nèi)的流體一份份地排出。齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過機(jī)械的或其他的方

26、式測出，從而可以得知流體總流量。兩個齒輪每轉(zhuǎn)動一圈，流量計將排出 4 個半月形容積的流體。通過橢圓齒輪流量計的流體總量可表示為： Q = 4nV053體積流量檢測方法n 橢圓齒輪流量計適用于高粘度液體的測量。流量計基本誤差為 0.2% 0.5%；范圍度為 10:1 ；工作溫度要低于120 ，以防止齒輪卡死。在使用時要注意防止齒輪的磨損與腐蝕，以延長儀表壽命。54問題？n 試指出圖中四 種情況橢圓齒輪A和B的轉(zhuǎn)動方向，以及何者是主動輪，何者是從動輪。55第三節(jié) 流量檢測及儀表n 五、電磁流量計能夠測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量。 圖3-30 電磁流量計原理圖BDv

27、KEXvDQ241KDDBDKEX4感應(yīng)電勢的方向由右手定則判斷，大小由下式?jīng)Q定 （3-43）而（3-44）將式（4-44）代入式（4-43），得566.2 體積流量檢測方法n (3)電磁流量計對于具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)，可以用電磁流量計測量流量。電磁流量計基于電磁感應(yīng)原理，導(dǎo)電流體在磁場中垂直于磁力線方向流過，在流通管道兩側(cè)的電極上將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小與流體速度有關(guān)，通過測量此電勢可求得流體流量。576.2 體積流量檢測方法n 電磁流量計的特點：測量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極??；其流速測量范圍寬，為0.510m/s；范圍度可達(dá)10:1；流量計的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計的精度

28、0.51.5級；儀表反應(yīng)快，流動狀態(tài)對示值影響小，可以測量脈動流和兩相流，如泥漿和紙漿的流量。對測量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。58第三節(jié) 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，會造成測量系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高，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。安裝時要遠(yuǎn)離一切磁源。不能有振動。 59第三節(jié) 流量檢測及儀表n 六、漩渦流量計 特點：精度高、測量范圍寬、沒有運(yùn)動部件、無機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。 圖3-31

29、卡曼渦街 漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。流量的儀表。60第三節(jié) 流量檢測及儀表 熱敏檢測法熱敏檢測法 電容檢測法電容檢測法 應(yīng)力檢測法應(yīng)力檢測法 超聲檢測法超聲檢測法漩渦頻率的檢測方法漩渦頻率的檢測方法圖3-32 圓柱檢出器原理圖1空腔；2圓柱棒；3導(dǎo)壓孔；4鉑電阻絲；5隔墻滿足hL0.281時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為dvStf61第三節(jié) 流量檢測及儀表n 七、質(zhì)量流量計圖3-35 科氏力流量計測量原理科氏力流量計的測量原理是基于流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比

30、的科里奧利力。 rKMS4質(zhì)量流量626.3 質(zhì)量流量檢測方法簡介n 科里奧利質(zhì)量流量計 (目前使用比較廣泛)簡稱科氏力流量計，利用流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測量原理?？剖狭α髁坑嬘蓹z測科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成。636.3 質(zhì)量流量檢測方法簡介 傳感器測量主體為一根U形管，U形管的兩個開口端固定，流體由此流入和流出。在U形管頂端裝有電磁裝置，用于激發(fā)U形管，使其以O(shè)-O為軸，按固有的自振頻率振動，振動方向垂直于U形管所在平面。U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運(yùn)動，此時流體將產(chǎn)生一科里奧利加速度，并以科里奧利力反作用于U形管。由于流體在U形管兩

31、側(cè)的流動方向相反，所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等方向相反，從而形成一個作用力矩。U形管在此力矩作用下將發(fā)生扭曲，U形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相關(guān)。U形管兩側(cè)通過中心平面的時間差也與流體質(zhì)量流量相關(guān)。646.3 質(zhì)量流量檢測方法簡介n 流量計結(jié)構(gòu)示意圖656.3 質(zhì)量流量檢測方法簡介n 科氏力質(zhì)量流量計的特點可直接測得質(zhì)量流量信號，不受被測介質(zhì)物理參數(shù)的影響，精度較高；可以測量多種液體和漿液，也可以用于多相流測量；不受管內(nèi)流態(tài)影響，因此對流量計前后直管段要求不高；其范圍度可達(dá)100:1。但是它的阻力損失較大，存在零點漂移，管路的振動會影響其測量精度。66第三節(jié) 流量檢測及儀表 能夠直接

32、測量質(zhì)量流量，不受流體物性（密度、黏度等）的影響，測量精度高； 測量值不受管道內(nèi)流場影響，沒有上、下游直管段長度的要求； 可測各種非牛頓流體以及黏滯和含微粒的漿液。 它的阻力損失較大； 零點不穩(wěn)定； 管路振動會影響測量精度。67第三節(jié) 流量檢測及儀表QKxyQKxy106（1）測量體積流量Q的儀表與密度計配合圖3-36 渦輪流量計與密度計配合（2）測量Q2的儀表與密度計配合圖3-37 差壓流量計與密度計配合68第三節(jié) 流量檢測及儀表（3）測量Q2的儀表與測量Q的儀表配合圖3-38 差壓流量計與渦輪流量計配合QKQQKyx269八、流量測量儀表的選型n 特性1：流量范圍及范圍度流量計的流量范圍指

33、可測最大流量和最小流量所限定的范圍。在這個范圍內(nèi)，儀表在正常使用條件下示值誤差不超過最大允許誤差。最大流量與最小流量的比值稱為范圍度，一般表達(dá)為某數(shù)與 1 之比，流量計范圍度的大小受儀表的原理與結(jié)構(gòu)所限制。70n 特性2：測量精確度和誤差流量計的精確度用誤差表示。流量計在出廠時均要進(jìn)行標(biāo)定，儀表所標(biāo)出的精確度為基本誤差。在現(xiàn)場使用中由于偏離標(biāo)定條件會帶來附加誤差.流量計的實際測量精確度為基本誤差與附加誤差的合成，這種合成的估算很復(fù)雜，可以參照有關(guān)規(guī)定計算。八、流量測量儀表的選型71n 特性3：壓力損失安裝在流通管道中的流量計實際上是一個阻力件，流體在通過流量計時將產(chǎn)生壓力損失，這會帶來一定的能源消耗。各種流量計的壓力損失大小是儀表選型的一個重要指標(biāo)。八、流