流量檢測儀表的校驗與安裝課件

1、項目二 流量檢測儀表的校驗與安裝任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用任務(wù)三漩渦流量計的安裝與使用任務(wù)四質(zhì)量流量計的安裝任務(wù)五電磁流量計的安裝任務(wù)六渦輪流量計的安裝任務(wù)七橢圓齒輪流量計的安裝任務(wù)八超聲波流量計的安裝返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)差壓流量計工作原理的基礎(chǔ)上，掌握差壓變送器的校驗及差壓流量計的安裝方法?！局R鏈接】差壓式（也稱節(jié)流式）流量計是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量檢測的。它是目前生產(chǎn)中測量流量最成熟、最常用的方法之一。通常由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管和差壓變送器組成。節(jié)流裝置作用：將被測流量轉(zhuǎn)換成差壓信號。導(dǎo)

2、壓管作用：連接節(jié)流裝置和差壓變送器，傳遞差壓信號。差壓變送器作用：將壓差信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，送給顯示儀、調(diào)節(jié)器或計算機控制系統(tǒng)。下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝一、差壓流量計工作原理1.差壓流量計工作原理流體在有節(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)象。節(jié)流裝置包括節(jié)流元件和取壓裝置，節(jié)流元件是放置在管道中的一個能使流體產(chǎn)生局部收縮的元件，應(yīng)用最廣泛的是孔板，其次是噴嘴、文丘里管。如圖2-1所示是孔板節(jié)流裝置實物圖，如圖2-2所示是孔板節(jié)流元件實物圖。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝下面以孔板為例說明差壓式流量計的工作原理。圖

3、2-3為流體流過時，孔板前后流體的流速與壓力的分布情況。充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流元件時，流束在節(jié)流元件處產(chǎn)生局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流元件前后的管壁處產(chǎn)生壓差，流體流量越大，產(chǎn)生的壓差越大。這樣可依據(jù)壓差大小反映流量的大小。我們只要測出孔板前后兩側(cè)壓差的大小，即可測得流量的大小，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。這種檢測方法是以流體流動的連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）為基礎(chǔ)的。壓差的大小除與流量有關(guān)外，還和節(jié)流裝置形式、流體的物理性質(zhì)（密度、黏度）等有關(guān)。節(jié)流裝置前流體壓力較高，稱為正壓，常以“+”標(biāo)志；節(jié)流裝置后流體壓力較低，稱為負(fù)壓（實際是正壓），

4、常以“-”標(biāo)志。節(jié)流裝置前后壓差的大小與流量有關(guān)。實際上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的。因而所測得的壓差與流量之間的關(guān)系，與取壓點位置及取壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝流量基本方程式流量基本方程式是闡明流量與壓差之間的定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程式和連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的，即 式中 流量系數(shù)。它與節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)形式、取壓方式、孔口截面積與管道截面積之比m、雷諾數(shù)Re、孔口邊緣銳度、管壁粗糙度等因素有關(guān)； 膨脹校正系數(shù)。它與孔板前后壓力的相對變化量、介質(zhì)的等熵指數(shù)、孔口截面積與管道截

5、面積之比等因素有關(guān)。運用時可查閱有關(guān)手冊而得，但對不可壓縮的液體來說，常取=1；上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝F0節(jié)流裝置的開孔截面積； P節(jié)流裝置前后實際測得的壓力差； 1節(jié)流裝置前的流體密度。由流量基本方程式可以看出，要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于的取值。是一個受多個因素影響的綜合性系數(shù)，對于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，其值可從有關(guān)手冊中查出；對于非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，其值要由實驗方法確定。所以，在進(jìn)行節(jié)流裝置的設(shè)計計算時，是針對特定條件，選擇一個值來計算的，計算的結(jié)果只能應(yīng)用在一定條件下。一旦條件改變（例如節(jié)流裝置形式、尺寸、取壓方式、工藝條件等的改變），就不能隨意套用，必須另行計算。例

6、如，在小負(fù)荷情況下計算的孔板，用來測量大負(fù)荷時流體的流量，就會引起較大的誤差，必須加以必要的修正。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝由流量基本方程式還可以看出，流量與壓力差P的平方根成正比。所以，用這種流量計測量流量時，如果不加開方器，流量標(biāo)尺刻度是不均勻的。起始部分的刻度很密，后來逐漸變疏。因此，在用差壓法測量流量時，被測流量值不應(yīng)接近于儀表的下限值，否則誤差將會很大。二、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置1.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件差壓式流量計由于使用歷史較長，已經(jīng)積累了豐富的實踐經(jīng)驗和完整的實驗資料。因此，國內(nèi)外已把最常用的節(jié)流裝置孔板（如圖2-2所示）、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”，這三種標(biāo)準(zhǔn)

7、節(jié)流裝置與管道連接如圖2-4所示。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。采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進(jìn)行設(shè)計計算時都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，計算所需要的通用化實驗數(shù)據(jù)資料可查閱有關(guān)手冊或資料。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝標(biāo)準(zhǔn)孔板的結(jié)構(gòu)簡單，它是一塊中間帶圓孔的金屬圓板，由圓柱形的流入面和圓錐形的流出面所構(gòu)成，圓形開孔與管道軸線同心，兩面平整且平行，開孔邊緣非常銳利，且圓筒形柱面與孔板上游側(cè)端面垂直。用于不同管道內(nèi)徑和各種取壓方式的標(biāo)準(zhǔn)孔板，其幾何形狀都是相似的。目前，有些單位已將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計計算編成相應(yīng)的計算程序，利用計算機來進(jìn)行設(shè)計計算，既節(jié)省了人力，又提高

8、了計算速度與精度。2.取壓方式取壓方式是指取壓口位置和取壓口結(jié)構(gòu)。不同的取壓方式，即取壓口在節(jié)流件前后的位置不同，取出的壓差值也不同。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置對每種節(jié)流元件的取壓方式都有明確規(guī)定。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法有兩種，即角接取壓法和法蘭取壓法。標(biāo)準(zhǔn)孔板采用角接取壓法和法蘭取壓法，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴采用角接取壓法。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板的取壓方式。標(biāo)準(zhǔn)孔板通常采用兩種取壓方式，即角接取壓和法角接取壓。所謂角接取壓法，就是在孔板前后兩端面與管壁的夾角處取壓。孔板上、下游側(cè)取壓孔位于孔板前、后端面處，取壓口軸線與孔板各相應(yīng)端面之間的間距等于取壓口直徑的一半或取壓口環(huán)隙寬

9、度的一半。角接取壓又分為環(huán)室取壓和夾緊環(huán)（單獨鉆孔）取壓兩種。圖2-5中上半部為環(huán)室取壓方式，下半部為單獨鉆孔取壓方式。法蘭取壓。如圖2-6所示，標(biāo)準(zhǔn)孔板被夾持在兩塊特制的法蘭中間，其間加兩片密封墊片，上、下游側(cè)取壓孔的軸線跟孔板前、后端面距離分別為（25.40.8）mm。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的取壓方式。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴取壓方式僅采用角接取壓方式，其結(jié)構(gòu)形式同標(biāo)準(zhǔn)孔板取壓結(jié)構(gòu)形式。節(jié)流裝置的選用選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)流量測量的條件和要求，結(jié)合各種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的特點，從測量精度要求、允許的壓力損失大小、可能給出的直管段長度、被測介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)（如腐蝕、

10、臟污等）、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和價格的高低、安裝是否方便等幾方面綜合考慮。一般來說，可歸納為如下幾點。（1）在加工制造和安裝方面，孔板最為簡單，噴嘴次之，文丘里管最復(fù)雜。造價高低也與此相對應(yīng)。實際上，在一般場合下，以采用孔板為最多。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（2）當(dāng)要求壓力損失較小時，可采用噴嘴、文丘里管等。（3）在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的介質(zhì)流量時，采用噴嘴較采用孔板為好。（4）在流量值與壓差值都相同的條件下，使用噴嘴有較高的測量精度，而且所需的直管長度也較短。（5）如被測介質(zhì)是高溫、高壓的，則可選用孔板和噴嘴。文丘里管只適用于測量低壓的流體介質(zhì)。節(jié)流裝置將管

11、道中流體流量的大小轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的壓差大小，但這個壓差信號還必須由導(dǎo)壓管引出，并用相應(yīng)的差壓計來測量。所以差壓式流量計一般應(yīng)由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計三部分組成。用在流量測量上的差壓計有很多類型，例如U形管差壓計、雙波紋管差壓計、膜盒式差壓計、差壓變送器等。目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是差壓變送器，因為差壓變送器能夠?qū)⒉顗盒盘栟D(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，便于遠(yuǎn)傳，適合集中顯示及控制。差壓變送器的結(jié)構(gòu)和原理在項目一中已經(jīng)講過，這里不再重復(fù)。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝【任務(wù)實施】一、差壓變送器的校驗（1）準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)壓力信號發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)電流表、電阻箱（或250 電阻）、24 V DC電源、連接件

12、以及導(dǎo)線等。（2）將差壓變送器按圖2-7接線，檢查線路是否正確。（3）將差壓變送器正、負(fù)壓室開放通大氣，接通電源穩(wěn)定3 min后，將阻尼時間置于最小，此時差壓變送器輸出應(yīng)為4 mA，否則調(diào)整零點螺釘，使之輸出為4 mA。（4）給差壓變送器正壓室輸入量程上限壓力，負(fù)壓室通大氣，變送器輸出應(yīng)為20 mA，若有偏差，調(diào)整量程螺釘，使之輸出為20 mA。（5）重復(fù)步驟（3）、（4），直到符合要求為止。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（6）將差壓變送器測量范圍分為4等份，按0，25%，50%，75%，100%逐點輸入壓力信號，變送器的輸出信號值應(yīng)在誤差允許范圍內(nèi)。若超差，反復(fù)調(diào)整零點、量程，

13、直至符合要求。（7）將校驗數(shù)據(jù)填入表2-1所示的校驗單內(nèi)，并計算出變送器的最大絕對誤差和最大變差，再根據(jù)儀表量程計算出儀表的允許誤差和精度等級，判斷儀表是否合格，給出校驗結(jié)論。二、差壓式流量計的安裝1.節(jié)流裝置安裝節(jié)流裝置安裝不正確，是引起差壓式流量計測量誤差的重要原因之一。在安裝和使用節(jié)流裝置時，應(yīng)注意如下事項。（1）必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心，并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（2）在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管徑（2D）的一段管道內(nèi)壁上，不應(yīng)有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。（3）任何局部阻力（如彎管、三通管、閘閥等）均會引起流速在截面

14、上重新分布，引起流量系數(shù)變化。所以在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管。（4）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（孔板、噴嘴），一般都用于直徑D50 mm的管道中。（5）被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道并且連續(xù)流動。（6）管道內(nèi)的流束（流動狀態(tài)）應(yīng)該是穩(wěn)定的。（7）被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。例如：液體不蒸發(fā)和析出氣體，氣體不冷凝等。當(dāng)流過節(jié)流裝置的流體出現(xiàn)氣液混相時，將會使測量造成很大誤差。譬如說，測量飽和蒸汽流量的差壓計，當(dāng)蒸汽由于溫度降低而冷凝，使蒸汽中夾雜水滴時，將會使測量結(jié)果完全失真，這是使用中特別要注意的。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝在安裝節(jié)流裝置時，除了要注意上面所講的節(jié)流裝置安

15、裝使用方面的問題外，還必須注意節(jié)流裝置的安裝方向。一般地說，節(jié)流裝置露出部分所標(biāo)注的“+”號一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。當(dāng)用孔板作為節(jié)流裝置時，應(yīng)使流體從孔板90銳口的一側(cè)流入。在使用中，要保持節(jié)流裝置的清潔。如在節(jié)流裝置處有沉淀、結(jié)焦、堵塞等現(xiàn)象，也會引起較大的測量誤差，必須及時清洗。另外，節(jié)流裝置使用時間長時，特別是在被測介質(zhì)中夾雜有固體顆粒等機械物情況下，或者由于化學(xué)腐蝕，都會造成節(jié)流裝置的幾何形狀和尺寸的變化。對于使用廣泛的孔板來說，它的入口邊緣的尖銳度會由于沖擊、磨損和腐蝕而變鈍。這樣，在相等數(shù)量的流體經(jīng)過時所產(chǎn)生的壓差P將變小，從而引起儀表指示值偏低。故應(yīng)注意檢查、維修，必要時應(yīng)換

16、用新的孔板。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝2.導(dǎo)壓管安裝導(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，下面結(jié)合幾類具體情況來討論。（1）測量液體流量時，應(yīng)該使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)都充滿同樣的液體而無氣泡，以使兩根導(dǎo)壓管內(nèi)的液體密度相等。這樣，由兩根導(dǎo)壓管內(nèi)液柱所附加在差壓計正負(fù)壓室的壓力可以互相抵消。為了使導(dǎo)壓管內(nèi)沒有氣泡，必須做到以下幾點。取壓點應(yīng)該位于節(jié)流裝置的下半部，與水平線夾角應(yīng)為045，如圖2-8所示（如果從底部引出，液體中夾帶的固體雜質(zhì)會沉積在引壓管內(nèi)，引起堵塞，亦屬不宜）；引壓導(dǎo)管最好垂直向下，如條件不許可，導(dǎo)

17、管亦應(yīng)下傾一定的坡度（至少120110），使氣泡易于排出；上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝在引壓導(dǎo)管的管路內(nèi)，應(yīng)有排氣裝置。如果差壓計只能裝在節(jié)流裝置之上，則需加裝集氣罐，如圖2-9（a）、（b）中的放空閥3與集氣罐6。這樣，即使有少量氣泡，對壓差P的測量仍無影響。（2）測量氣體流量時，上述的基本原則仍然適用。盡管在引壓導(dǎo)管的連接方式上有些不同，其目的仍是要保持兩根導(dǎo)管內(nèi)流體的密度相等。為此，必須使管內(nèi)不積聚氣體中可能夾帶的液體，具體措施有以下三點。取壓點應(yīng)在節(jié)流裝置的上半部；引壓導(dǎo)管最好垂直向上，至少亦應(yīng)向上傾斜一定的角度，以使引壓導(dǎo)管中不滯留液體；如果差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下

18、，則需加裝集液罐和排放閥，如圖2-10所示。上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝（3）測量蒸汽流量時，要實現(xiàn)上述基本原則，必須解決蒸汽冷凝液的等液位問題，以消除冷凝液液位的高低對測量精度的影響。最常用的接法如圖2-11所示。取壓點從節(jié)流裝置的水平位置引出，并分別安裝凝液罐2。這樣，兩根導(dǎo)管內(nèi)都充滿了冷凝液，而且液位一樣高，從而實現(xiàn)了壓差P的準(zhǔn)確測量。從凝液罐至差壓計的接法與測量液體流量時相同。3.差壓計安裝差壓計（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，俗稱三閥組，如圖2-12所示。我們知道，差壓計是用來測量壓差P

19、的，但如果兩切斷閥不能同時開閉，就會造成差壓計單向承受很大的靜壓力，有時會使儀表產(chǎn)生附加誤差，嚴(yán)重時會使儀表損壞。為了防止差壓計單向承受過大的靜壓力，必須正確使用三閥組。在啟用上一頁下一頁返回任務(wù)一差壓流量計的校驗與安裝差壓計時，應(yīng)先開平衡閥3，使正、負(fù)壓室連通，受壓相同，然后再打開切斷閥1、2，最后再關(guān)閉平衡閥3，差壓計即可投入運行。差壓計需要停用時，應(yīng)先打開平衡閥，然后再關(guān)閉切斷閥1、2。當(dāng)切斷閥1、2關(guān)閉時，打開平衡閥3，便可進(jìn)行儀表的零點校驗。測量腐蝕性（或易凝固等不適宜直接進(jìn)入差壓計的）介質(zhì)的流量時，必須采取隔離措施。最常用的方法是用某一種與被測介質(zhì)既不互溶也不起化學(xué)變化的中性液體作

20、為隔離液，同時起傳遞壓力的作用。當(dāng)隔離液的密度1大于或小于被測介質(zhì)密度1時，隔離罐分別采用如圖2-13所示的兩種類型。差壓式流量計現(xiàn)場安裝如圖2-14所示。上一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)子流量計工作原理的基礎(chǔ)上，掌握轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用方法。【知識鏈接】轉(zhuǎn)子流量計（又稱浮子流量計）是以轉(zhuǎn)子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間形成的流通環(huán)隙面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表。在流量測量中經(jīng)常遇到小流量的檢測，因其流體的流速低，這就要求測量儀表具有較高的靈敏度，才能保證一定的精度。節(jié)流裝置對管徑小于50 mm、低雷諾數(shù)的流體的測量精度不高，而轉(zhuǎn)子流量計則特別適宜于

21、測量管徑50 mm以下管道的流量。測量的流量可小到每小時幾升。下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用一、工作原理轉(zhuǎn)子流量計與前面所講的差壓式流量計在工作原理上不相同，差壓式流量計是在節(jié)流面積（如孔板孔口截面積）不變的條件下，以差壓變化來反映流量的大??；而轉(zhuǎn)子流量計卻是以壓降不變，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)流面積的流量測量法。圖2-15是直接指示型轉(zhuǎn)子流量計的原理圖，它主要由兩個部分組成，一個是垂直安裝的、由下往上逐漸擴大的錐形管（通常用玻璃制成，錐度為403）；另一個是放在錐形管內(nèi)可自由運動的轉(zhuǎn)子。工作時，被測流體（氣體或液體）由錐形管下端進(jìn)入，沿著錐

22、形管向上運動，流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙，再從錐形管上端流出。當(dāng)流體流過錐形管時，位于錐形管中的轉(zhuǎn)子受到一個向上的力，使轉(zhuǎn)子浮起。當(dāng)這個力正好等于浸沒在流體里的轉(zhuǎn)子重力（即等于轉(zhuǎn)子重量減去流體對轉(zhuǎn)子的浮力）時，則作用在轉(zhuǎn)子上的上下兩個力達(dá)到平衡，此時上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用轉(zhuǎn)子就停浮在一定的高度上。假如被測流體的流量突然由小變大，作用在轉(zhuǎn)子上的力就加大。因為轉(zhuǎn)子在流體中的重力是不變的，即作用在轉(zhuǎn)子上的向下力是不變的，所以轉(zhuǎn)子就上升。由于轉(zhuǎn)子在錐形管中位置的升高，造成轉(zhuǎn)子與錐形管間環(huán)隙增大，即流通面積增大。隨著環(huán)隙的增大，流過此環(huán)隙的流體流速變慢，因而，流體作用在轉(zhuǎn)子上的力也

23、就變小。當(dāng)流體作用在轉(zhuǎn)子上的力再次等于轉(zhuǎn)子在流體中的重力時，轉(zhuǎn)子又穩(wěn)定在一個新的高度上。這樣，轉(zhuǎn)子在錐形管中的平衡位置的高低與被測介質(zhì)的流量大小相對應(yīng)。如果在錐形管外沿其高度刻上對應(yīng)的流量值，那么根據(jù)轉(zhuǎn)子平衡位置的高低就可以直接讀出流量的大小。這就是轉(zhuǎn)子流量計測量流量的基本原理。轉(zhuǎn)子流量計中轉(zhuǎn)子的平衡條件是：轉(zhuǎn)子在流體中的重力等于流體因流動對轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的作用力。由于流體因流動對轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的作用力實際上就是流體在轉(zhuǎn)子前后的靜壓降與轉(zhuǎn)子截面積的乘積，所以轉(zhuǎn)子在流體中的平衡條件是 上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用式中V轉(zhuǎn)子的體積； t轉(zhuǎn)子材料的密度； f被測流體的密度； P1，P2轉(zhuǎn)子前

24、、后流體作用在轉(zhuǎn)子上的靜壓力； A轉(zhuǎn)子的最大橫截面積； g重力加速度。由于在測量過程中，V，t，f，A，g均為常數(shù)，所以由式（2-5）可知，P1-P2也應(yīng)為常數(shù)。這就是說，在轉(zhuǎn)子流量計中，流體在轉(zhuǎn)子前后的壓降是固定不變的。所以，轉(zhuǎn)子流量計是以恒壓降變節(jié)流面積法測量流量的。這正好與差壓法測量流量的情況相反，差壓法測量流量時，壓差是變化的，而節(jié)流面積卻是不變的。由式（2-5）可得上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用在P一定的情況下，流過轉(zhuǎn)子流量計的流量與轉(zhuǎn)子和錐形管間環(huán)隙面積F0有關(guān)。由于錐形管由下往上逐漸擴大，所以F0是與轉(zhuǎn)子浮起的高度有關(guān)的。這樣，根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度就可以判斷被測介質(zhì)的流量

25、大小，可用下式表示式 或 將式（2-6）代入上兩式，分別得到上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用式中儀表常數(shù)； h轉(zhuǎn)子的高度。其他符號的意義同前述。直接指示型轉(zhuǎn)子流量計的錐形管一般是由高硼硬質(zhì)玻璃或有機玻璃等制成，在錐管外壁標(biāo)有流量刻度，可直接根據(jù)轉(zhuǎn)子在錐管內(nèi)的位置高度進(jìn)行讀數(shù)。轉(zhuǎn)子材料視被測介質(zhì)的性質(zhì)和所測流量大小而定，有銅、鋁、不銹鋼、硬橡膠、膠木、有機玻璃等，其形狀根據(jù)流體的性質(zhì)不同而不同。二、電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計以上所講的直接指示型轉(zhuǎn)子流量計，只適用于就地指示。電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號，適合遠(yuǎn)傳。電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計的錐形管一般用不銹鋼制造，它可用

26、于測量有較高溫度和壓力的流體流量，先由錐形管和轉(zhuǎn)子把被測流量的大小轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的位移，再由差動變壓器進(jìn)一步將轉(zhuǎn)子的位移轉(zhuǎn)換成電信號輸出。上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用差動變壓器的結(jié)構(gòu)與原理如圖2-16所示，它由鐵芯、線圈以及骨架組成。線圈骨架分成長度相等的兩段，初級線圈均勻地密繞在兩段骨架的內(nèi)層，并使兩個線圈同相串聯(lián)相接；次級線圈分別均勻地密繞在兩段骨架的外層，并將兩個線圈反相串聯(lián)相接。當(dāng)鐵芯處在差動變壓器兩段線圈的中間位置時，初級勵磁線圈產(chǎn)生的磁力線穿過上、下兩個次級線圈的數(shù)目相同，因而兩個匝數(shù)相等的次級線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢e1、e2相等。由于兩個次級線圈反相串聯(lián)，所以e1、e2

27、相互抵消，從而輸出端4、6之間的總電勢為零。即當(dāng)鐵芯向上移動時，由于鐵芯改變了兩段線圈中初、次級的耦合情況，使通過上段線圈的磁力線數(shù)目增多，通過下段線圈的磁力線數(shù)目減少，因而上段次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢比下段次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電勢大，即e1 e2 ，于是4、6兩端輸出的總電勢上一頁下一頁返回任務(wù)二轉(zhuǎn)子流量計的安裝與使用當(dāng)鐵芯向下移動時，情況與上移正好相反，即輸出的總電勢u=e1-e2P2，在P1和P2的作用下所產(chǎn)生的合力矩使輪A順時針方向轉(zhuǎn)動，把A輪和殼體間的半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排至出口，并帶動B輪作逆時針方向轉(zhuǎn)動。這時A為主動輪，B為從動輪。在圖（b）上所示為中間位置，根據(jù)力的分析可知，此時A輪

28、與B輪均為主動輪。當(dāng)繼續(xù)轉(zhuǎn)至圖（c）所示位置時，P1和P2作用在A輪上的合力矩為零，作用在B輪上的合力矩使B輪作逆時針方向轉(zhuǎn)動，并把已吸入的半月形容積內(nèi)的介質(zhì)排出出口，這時B輪為主動輪，A輪為從動輪，與圖（a）所示情況剛好相反。如此往復(fù)循環(huán)，A輪和B輪互相交替地由一個帶動另一個轉(zhuǎn)動，并把被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次一次地由進(jìn)口排至出口。顯然，圖2-40（a）、（b）、（c）所示，僅僅表示橢圓齒輪轉(zhuǎn)動1/4周的情況，而其所排出的被測介質(zhì)為一個半月形容積。所以，上一頁下一頁返回任務(wù)七橢圓齒輪流量計的安裝橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排出的被測介質(zhì)量為半月形容積的4倍。故通過橢圓齒輪流量計的體積流量Q為 式中

29、n橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度； V0半月形測量室容積。由式（2-16）可知，在橢圓齒輪流量計的半月形容積V0已知的條件下，只要測出橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速n，便可知道被測介質(zhì)的流量。橢圓齒輪流量計的流量信號（即轉(zhuǎn)速n）的顯示，有就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示兩種。配以一定的傳動機構(gòu)及計算機構(gòu)，就可記錄或指示被測介質(zhì)的總量。上一頁下一頁返回任務(wù)七橢圓齒輪流量計的安裝【任務(wù)實施】橢圓齒輪流量計的安裝由于橢圓齒輪流量計基于容積式測量原理，與流體的黏度等性質(zhì)無關(guān)。因此，特別適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。測量精度較高，安裝使用也較方便。但是，在使用時要特別注意被測介質(zhì)中不能含有固體顆粒，更不能夾雜有機械物，否則會引起齒輪磨損以致?lián)p壞。

30、為此，橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。另外，橢圓齒輪流量計對介質(zhì)溫度范圍有一定要求，溫度過高，就有使齒輪發(fā)生卡死的可能。橢圓齒輪流量計外形如圖2-41所示。橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工制造較為困難，因而成本較高。如果因使用不當(dāng)或使用時間過久，發(fā)生泄漏現(xiàn)象，就會引起較大的測量誤差。上一頁返回任務(wù)八超聲波流量計的安裝【任務(wù)描述】在學(xué)習(xí)超聲波流量計工作原理的基礎(chǔ)上，掌握超聲波流量計的安裝方法?！局R鏈接】超聲波流量計按測量原理不同分為傳播速度差法和多普勒法，下面僅介紹傳播速度差法中的三種方法。一、時差法工作原理設(shè)靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，如圖2-42所示。下一頁

31、返回任務(wù)八超聲波流量計的安裝當(dāng)聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；而聲波傳播方向與流體流動方向相反（即逆流方向）時，其傳播速度為c-u。在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器與接收器（T1，R1）和（T2，R2），當(dāng)T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達(dá)接收器R1和R2所需要的時間分別為t1和t2：由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小得多，即c遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于u，因此兩者的時差為： 上一頁下一頁返回任務(wù)八超聲波流量計的安裝由式（2-19）可知，當(dāng)聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時差t便可求出流速u，進(jìn)而就能求出體積流量Q。利用這個原理進(jìn)行流量測量的方法稱為

32、時間差法。此外還可以用相差法、頻差法等。二、相差法工作原理如果超聲波發(fā)生器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差，即：式中超聲波的角頻率。由式（2-20）可知，當(dāng)測得后，即可求出u，進(jìn)而求得體積流量Q。此法用測量相位差代替了測量微小時差t，有利于提高測量精度，但存在著聲速c對測量結(jié)果的影響。 上一頁下一頁返回任務(wù)八超聲波流量計的安裝三、頻差法工作原理為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接收到的超聲波的頻率之差f可用下式表示： 由上式（2-21）可知，只要測得f就可求得體積流量Q，并且此法與聲速無關(guān)。超聲波流量計的主要特點是：流體中不插入任何元件，對流束無影響，也沒有壓力損失；能用于任何液體，特別是具有高黏度、強腐蝕、非導(dǎo)電性液體的流量測量，也能測量氣體流量