傳感器第七章-流量檢測(cè)課件

7.1.1流量測(cè)量的基本概念單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)一定截面積的數(shù)量。體積流量－用流體的體積來(lái)表示（qv），單位為m3/h。瞬時(shí)質(zhì)量流量－用流量的質(zhì)量來(lái)表示（qm），簡(jiǎn)稱質(zhì)量流量，單位為kg/h。

7.1.1流量測(cè)量的基本概念單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)一定截面積累積流量－一段時(shí)間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值累積體積流量累積質(zhì)量流量流量計(jì)量－對(duì)在一定通道內(nèi)流動(dòng)流體的流量進(jìn)行測(cè)量。流量測(cè)量的任務(wù)：根據(jù)測(cè)量目的，被測(cè)流體的種類、狀態(tài)、測(cè)量場(chǎng)所等條件，研究各種相應(yīng)的測(cè)量方法，并保證流量量值的正確傳遞。累積流量－一段時(shí)間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值累積體積流7.1流量的基本概念7.1.1流量測(cè)量的基本概念7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類7.1流量的基本概念7.1.1流量測(cè)量的基本概念7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類檢測(cè)量的不同分為：體積流量質(zhì)量流量

7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類檢測(cè)量的不同分為：1.體積流量的測(cè)量方法（1）容積法： 在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量，以排出流體固定容積數(shù)來(lái)計(jì)算流量。 橢圓齒輪流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)和刮板流量計(jì)。 受流體的流動(dòng)狀態(tài)影響小，適用于測(cè)量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。

（2）速度法： 這種方法是先測(cè)出管道內(nèi)的平均流速，再乘以管道截面積求得流體的體積流量。較寬的使用條件，可用于各種工況下的流體的流量檢測(cè)，利用平均流速計(jì)算流量，管路條件的影響大，流動(dòng)產(chǎn)生渦流以及截面上流速分布不對(duì)稱等都會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差。1.體積流量的測(cè)量方法（1）容積法：檢測(cè)管道內(nèi)流速的方法①節(jié)流式檢測(cè)方法（差壓流量檢測(cè)法）；②電磁式檢測(cè)方法；③變面積式檢測(cè)方法；④旋渦式檢測(cè)方法；⑤渦輪式檢測(cè)方法；⑥聲學(xué)式檢測(cè)方法；⑦熱學(xué)式檢測(cè)方法。檢測(cè)管道內(nèi)流速的方法①節(jié)流式檢測(cè)方法（差壓流量檢測(cè)法）；2.質(zhì)量流量的測(cè)量方法（1）直接法： 利用檢測(cè)元件，使輸出信號(hào)直接反映質(zhì)量流量。 利用孔板和定量泵組合實(shí)現(xiàn)的差壓式檢測(cè)方法； 利用同軸雙渦輪組合的角動(dòng)量式檢測(cè)方法； 應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的檢測(cè)方法 基于科里奧利力效應(yīng)的檢測(cè)方法。（2）間接法：用兩個(gè)檢測(cè)元件分別測(cè)出兩個(gè)相應(yīng)參數(shù)，通過(guò)運(yùn)算間接獲取流體的質(zhì)量流量。①ρqv2檢測(cè)元件和ρ檢測(cè)元件的組合；②qv檢測(cè)元件和ρ檢測(cè)元件的組合；③ρqv2檢測(cè)元件和qv檢測(cè)元件的組合。Endthe7.12.質(zhì)量流量的測(cè)量方法（1）直接法：Endthe7.7.2差壓式流量計(jì)（DPF）歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛。按檢測(cè)件的作用原理分:

節(jié)流式、動(dòng)壓頭式、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓增益式和射流式等幾大類，節(jié)流式和動(dòng)壓頭式應(yīng)用最為廣泛。節(jié)流式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)能力強(qiáng)，幾乎能測(cè)量各種工況下的流量。7.2差壓式流量計(jì)（DPF）歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣節(jié)流式差壓流量測(cè)量

7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置節(jié)流式差壓流量測(cè)量7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理1.差壓式流量計(jì)組成2.測(cè)量原理7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理1.差壓式流量計(jì)組成1.差壓式流量計(jì)組成差壓式流量計(jì)組成框圖節(jié)流裝置：安裝于管道中產(chǎn)生差壓，節(jié)流件前后的差壓與流量成開(kāi)方關(guān)系。引壓導(dǎo)管：取節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓，傳送給差壓變送器。差壓變送器：產(chǎn)生的差壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（4-20mA）。1.差壓式流量計(jì)組成差壓式流量計(jì)組成框圖節(jié)流裝置：安裝2.測(cè)量原理孔板附近的流速和壓力分布2.測(cè)量原理孔板附近的流速和壓力分布測(cè)量原理當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，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(lái)衡量流量的大小。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）。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）測(cè)量原理當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速將在節(jié)流件處形成局部設(shè)被測(cè)流體為不可壓縮的理想流體（液體），根據(jù)伯努利方程，對(duì)截面I—I、Ⅱ—Ⅱ處沿管中心的流體有以下能量關(guān)系：式中，p’1、v1——截面I—I處的壓力和速度；

p’2、v1

——截面Ⅱ—Ⅱ處的壓力和速度。設(shè)被測(cè)流體為不可壓縮的理想流體（液體），根據(jù)伯努利方程，式中根據(jù)流體的連續(xù)性方程得：代入式（7.2.2）得對(duì)于截面積Ⅱ—Ⅱ代入質(zhì)量流量方程得反映質(zhì)量流量和孔板前后壓差之間關(guān)系的理論方程式A2代表流束最小收縮截面，用孔板的開(kāi)孔截面A0代替式（7.2.4）根據(jù)流體的連續(xù)性方程得：代入式（7.2.2）得對(duì)于截面積Ⅱ?qū)κ剑?.2.4）用一個(gè)無(wú)量綱數(shù)C修正，C稱為流出系數(shù)。上式為針對(duì)不可壓縮的理想流體而得出的流量公式。對(duì)于可壓縮流體（如各種氣體、蒸汽）流過(guò)節(jié)流裝置時(shí)，壓力發(fā)生改變必然引起密度的改變，因此對(duì)于可壓縮流體上式應(yīng)引入氣體可膨脹系數(shù)，則式變?yōu)椋翰顗菏搅髁坑?jì)的流量公式對(duì)式（7.2.4）用一個(gè)無(wú)量綱數(shù)C修正，C稱為流出系數(shù)。上式節(jié)流式差壓流量測(cè)量

7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置節(jié)流式差壓流量測(cè)量7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分：

(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無(wú)須經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)即可確定其流量值并估算流量測(cè)量誤差;

(2)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 成熟程度較差，尚未列入標(biāo)準(zhǔn)文件的檢測(cè)件。7.2.2節(jié)流裝置按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分：標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置

節(jié)流裝置=節(jié)流元件+取壓裝置+上下游測(cè)量導(dǎo)管圖7.2.3標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置（a）孔板（b）噴嘴標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置節(jié)流裝置=節(jié)流元件+取壓裝置+上下游測(cè)量導(dǎo)管1.標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置ISO5167或GB／T2624中所包括的節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)噴嘴經(jīng)典文丘里管文丘里噴嘴。1.標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置ISO5167或GB／（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板

標(biāo)準(zhǔn)孔板圖（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板圖孔板的三種取壓方式

孔板的三種取壓方式表7.2.3標(biāo)準(zhǔn)孔板使用范圍（d和D的單位用mm）角接取壓法蘭取壓D（D/2）取壓d≥12.550≤D≤10000.20≤β≤0.755000≤Re（0.20≤β≤0.45）1260β2D≤Re10000≤Re（0.45<β）表7.2.3標(biāo)準(zhǔn)孔板使用范圍（d和D的單位用mm）角接（2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴ISA1932噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴（2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴ISA1932噴嘴ISA1932噴嘴ISA1932噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴

長(zhǎng)徑噴嘴2.非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（1）低雷諾數(shù)：1/4圓孔板，錐形入口孔板，雙重孔板，雙斜孔板，半圓孔板等；（2）臟污介質(zhì)：圓缺孔板，偏心孔板，環(huán)狀孔板，楔形孔板，彎管節(jié)流件等；（3）低壓損：羅洛斯管，道爾管，道爾孔板，雙重文丘里噴嘴，通用文丘里管等；（4）脈動(dòng)流節(jié)流裝置；（5）臨界流節(jié)流裝置：音速文丘里噴嘴；（6）混相流節(jié)流裝置。Endthe7.22.非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（1）低雷諾數(shù)：1/4圓孔板，錐形入口7.3電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量導(dǎo)電液體體積流特點(diǎn)：測(cè)量通道是光滑直管，不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體；不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失；不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化影響；前置直管段要求較低；測(cè)量范圍度大，通常為20:1～50:1；不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體；不能用于較高溫度的液體。7.3電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量導(dǎo)電液體體積7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理1.電磁流量計(jì)原理2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理1.電磁流量計(jì)原理1.電磁流量計(jì)原理基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律： 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁流量計(jì)測(cè)量原理1.電磁流量計(jì)原理基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律：電磁流量導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)液體的體積流量式中,K為儀表常數(shù)，K=4kB/πD

在管道直徑確定，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變的條件下，體積流量與電磁感應(yīng)電勢(shì)有一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，而與流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率無(wú)關(guān)。導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，液體的體積流量2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成電磁流量計(jì)＝流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成電磁流量計(jì)＝流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器（1）電磁流量計(jì)流量傳感器外殼磁路系統(tǒng)測(cè)量管襯里電極（1）電磁流量計(jì)流量傳感器外殼 ①外殼（鐵磁材料制成）

功能：保護(hù)激磁線圈，隔離外磁場(chǎng)的干擾。 ②磁路系統(tǒng)

功能：產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)直流磁場(chǎng)可用永久磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁流量計(jì)，一般都采用交變磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)電勢(shì)為 ①外殼（鐵磁材料制成）磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)電勢(shì)為 ③測(cè)量管

流過(guò)被測(cè)流體，兩端設(shè)有法蘭，用做連接管道。測(cè)量導(dǎo)管采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率并據(jù)有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，一般可選用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其它高強(qiáng)度的材料。 ④襯里

在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)壁的一層耐磨、耐腐蝕、耐高溫的絕緣材料。

主要功能：增加測(cè)量導(dǎo)管的耐磨性與腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管壁短路。 ③測(cè)量管⑤電極：正確引出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)用不銹鋼非導(dǎo)磁材料制成，安裝時(shí)要求與襯里齊平⑤電極：正確引出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)用不銹鋼非導(dǎo)磁材料制成，安裝時(shí)（2）轉(zhuǎn)換器功能：放大感應(yīng)電勢(shì)、抑制主要的干擾信號(hào)。 采用了交變磁場(chǎng)克服了極化現(xiàn)象，但增加了電磁正交干擾信號(hào)，正交干擾信號(hào)的相位和被測(cè)感應(yīng)電勢(shì)相差900

消除正交干擾的方法：

信號(hào)引出線自動(dòng)補(bǔ)償 轉(zhuǎn)換器的放大電路反饋補(bǔ)償。

（2）轉(zhuǎn)換器功能：放大感應(yīng)電勢(shì)、抑制主要的干擾信號(hào)。①轉(zhuǎn)換器與電磁流量傳感器連線自動(dòng)補(bǔ)償方式①轉(zhuǎn)換器與電磁流量傳感器連線自動(dòng)補(bǔ)償方式②轉(zhuǎn)換器組成原理轉(zhuǎn)換器方框圖②轉(zhuǎn)換器組成原理轉(zhuǎn)換器方框圖7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相流等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏，長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝大口徑儀表較多應(yīng)用于給排（1）選用考慮要點(diǎn)①精度②流速③范圍度④口徑

⑤液體電導(dǎo)率（1）選用考慮要點(diǎn)①精度①精度 市場(chǎng)上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）FS，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價(jià)格相差1～2倍。 因此測(cè)量精度要求不很高的場(chǎng)所（例如非經(jīng)濟(jì)核算僅以控制為目的，只要求高可靠性和優(yōu)良重復(fù)性的場(chǎng)所）選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。①精度 市場(chǎng)上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，②流速選定儀表口徑不一定與管徑相同，視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5～3m/s。電磁流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。滿度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s范圍內(nèi)選用，用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，自清掃、防止粘附沉積等作用測(cè)量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡可能選定較低流速（小于0.5～1m/s）②流速選定儀表口徑不一定與管徑相同，視流量而定。

③范圍度

電磁流量計(jì)的范圍度較大，通常不低于20，帶有量程自動(dòng)切換功能的儀表，可超過(guò)50～100。 ④口徑國(guó)內(nèi)定型產(chǎn)品的口徑從10mm～3000mm，實(shí)際應(yīng)用還是以中小口徑居多，與大部分其他原理流量?jī)x表（如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）相比，大口徑儀表占有較大比重。 ③范圍度⑤液體電導(dǎo)率使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能使用，超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)量，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號(hào)而異。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長(zhǎng)度及其分布電容，制造廠使用說(shuō)明書(shū)中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長(zhǎng)度。⑤液體電導(dǎo)率使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能（2）流量傳感器安裝①安裝場(chǎng)所②直管段長(zhǎng)度要求③安裝位置和流動(dòng)方向④接地（2）流量傳感器安裝①安裝場(chǎng)所①安裝場(chǎng)所測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游；測(cè)量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí)，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表；避免附近有大電機(jī)、大變壓器等引起電磁場(chǎng)干擾；易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所；盡可能避開(kāi)周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；環(huán)境溫度在－25/－10～50/600℃范圍內(nèi)；環(huán)境相對(duì)濕度在10%～90%范圍內(nèi)；盡可能避免受陽(yáng)光直照；避免雨水浸淋，不會(huì)被水浸沒(méi)。①安裝場(chǎng)所測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；②直管段長(zhǎng)度要求長(zhǎng)度與大部分其它流量?jī)x表相比要求較低。90o彎頭、T形管、同心異徑管、全開(kāi)閘閥后通常認(rèn)為只要離電極中心線5倍直徑（5D）長(zhǎng)度的直管段，不同開(kāi)度的閥則需10D；下游直管段為（2～3）D或無(wú)要求；各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長(zhǎng)度亦不一致，要求比通常要求高。這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級(jí)精度儀表的要求。②直管段長(zhǎng)度要求長(zhǎng)度與大部分其它流量?jī)x表相比要求較低。90o③安裝位置和流動(dòng)方向安裝方向不受限制,但測(cè)量固液兩相流體最好垂直安裝。a,b,e—不良

c,d—良好③安裝位置和流動(dòng)方向安裝方向不受限制,但測(cè)量固液兩相流體最好④接地傳感器必須單獨(dú)接地（接地電阻100Ω以下）。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點(diǎn)。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護(hù)管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導(dǎo)線（16mm2）繞過(guò)傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護(hù)電流與傳感器之間隔離。Endthe7.3④接地傳感器必須單獨(dú)接地（接地電阻100Ω以下）。Endt7.4渦輪流量計(jì)工作原理：置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比，通過(guò)測(cè)量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度就可以得到流體的流速，從而得到管道內(nèi)的流量值

7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理 7.4.2特點(diǎn)與應(yīng)用 7.4.3安裝注意事項(xiàng)7.4渦輪流量計(jì)工作原理：7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理1－緊固件；2－殼體；3－前導(dǎo)向體；4－止推片；5－葉輪；6－電磁感應(yīng)式信號(hào)檢測(cè)器；7－軸承；8－后導(dǎo)向體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理1－緊固件；渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)(1)殼體（表體）：承受被測(cè)流體的壓力、固定安裝檢測(cè)部件和連接管道殼體采用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁合金制造。(2)導(dǎo)向體：對(duì)流體起導(dǎo)向整流以及支撐葉輪的作用，通常選用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁材料制作。(3)渦輪（葉輪）：流量計(jì)的檢測(cè)元件，高導(dǎo)磁性材料。 葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種。葉輪的動(dòng)平衡直接影響儀表性能和使用壽命。(4)軸與軸承：支撐葉輪旋轉(zhuǎn)(5)信號(hào)檢測(cè)器：國(guó)內(nèi)常用變磁阻式渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)(1)殼體（表體）：渦輪流量計(jì)原理當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過(guò)管道的流體流量。渦輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在外殼上的檢測(cè)線圈來(lái)檢測(cè)。渦輪流量計(jì)原理當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪渦輪流量計(jì)的流量方程為體積流量f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；

K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。渦輪流量計(jì)特性曲線渦輪流量計(jì)的流量方程為體積流量f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用精度高：所有流量計(jì)中，它屬于最精確的。重復(fù)性好：短期重復(fù)性可達(dá)0.05％-0.2％輸出脈沖頻率信號(hào)：適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)。可獲得很高的頻率信號(hào)（3-4kHz），信號(hào)分辨力強(qiáng)。測(cè)量范圍寬；適用于高壓測(cè)量：易制成高壓型儀表。

7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用精度高：所有流量計(jì)中，它屬于最精確的難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn);不適用于較高粘度介質(zhì)（高粘度型除外）;流體物性（密度、粘度）對(duì)儀表特性有較大影響;受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大;對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高：限制了其適用領(lǐng)域，雖可安裝過(guò)濾器以適應(yīng)臟污介質(zhì)，但亦帶來(lái)壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等的測(cè)量7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn);7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)7.4.3安裝注意事項(xiàng)應(yīng)安裝在便于維修，管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電磁干擾與熱輻射影響的場(chǎng)所.1－入口；2－閥門；3－過(guò)濾器；4－消氣器；5－前直管段；6－流量計(jì)；7－后直管段；8－旁路Endthe7.47.4.3安裝注意事項(xiàng)應(yīng)安裝在便于維修，管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電7.5渦街流量計(jì)流體振動(dòng)流量測(cè)量:在特定的流動(dòng)條件下，一部分流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流動(dòng)，其振動(dòng)頻率與流速（流量）有確定的比例關(guān)系渦街流量計(jì)旋進(jìn)（旋渦進(jìn)動(dòng)）流量計(jì)射流流量計(jì)7.5渦街流量計(jì)流體振動(dòng)流量測(cè)量:流體振動(dòng)流量計(jì)特點(diǎn)：輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比，它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響；測(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10:1以上；精確度為中上水平；無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低；應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。

流體振動(dòng)流量計(jì)特點(diǎn)：輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.2安裝使用注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)1.渦街流量計(jì)工作原理

2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)1.渦街流量計(jì)工作原理1.渦街流量計(jì)工作原理卡曼渦街1.渦街流量計(jì)工作原理卡曼渦街旋渦的發(fā)生頻率式中，U1——旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/s）；

Sr——斯特勞哈爾數(shù)；

d——旋渦發(fā)生體迎面寬度；

m——旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比。管道內(nèi)體積流量流量計(jì)的儀表系數(shù)（脈沖數(shù)/m3）渦街流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響旋渦的發(fā)生頻率式中，U1——旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/sK與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸、斯特勞哈爾數(shù)Sr有關(guān)，Sr為無(wú)量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)K在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線K與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸、斯特勞哈爾數(shù)Sr有關(guān)，斯特勞2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)＝傳感器＋轉(zhuǎn)換器傳感器旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測(cè)元件、儀表表體；轉(zhuǎn)換器前置放大器、濾波整形電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)＝傳感器＋轉(zhuǎn)換器渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（1）旋渦發(fā)生體與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關(guān)要求如下：①能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；②在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；③能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高；④形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、安裝和組合；⑤材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫變；⑥固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。（1）旋渦發(fā)生體與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體三角柱旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體三角柱旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體（2）檢測(cè)元件檢測(cè)旋渦信號(hào)方式:①用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測(cè)元件直接檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓；②旋渦發(fā)生體上開(kāi)設(shè)導(dǎo)壓孔，在導(dǎo)壓孔中安裝檢測(cè)元件檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)差壓；③檢測(cè)旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流；④檢測(cè)旋渦發(fā)生體背面交變差壓；⑤檢測(cè)尾流中旋渦列。（2）檢測(cè)元件檢測(cè)旋渦信號(hào)方式:表7.5.1旋渦發(fā)生體和檢測(cè)方式一覽表表7.5.1旋渦發(fā)生體和檢測(cè)方式一覽表（3）轉(zhuǎn)換器表7.5.2檢測(cè)方式與前置放大器檢測(cè)方法熱敏式超聲式應(yīng)變式應(yīng)力式電容式光電式電磁式前置放大器恒流放大器選頻放大器恒流放大器電荷放大器調(diào)諧-振動(dòng)放大器光電放大器低頻放大器轉(zhuǎn)換器原理框圖（3）轉(zhuǎn)換器表7.5.2檢測(cè)方式與前置放大器檢測(cè)方法熱（4）儀表表體（4）儀表表體渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.2安裝使用注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.2安裝使用注意事項(xiàng)1.安裝注意事項(xiàng)2.使用注意事項(xiàng)7.5.2安裝使用注意事項(xiàng)1.安裝注意事項(xiàng)1.安裝注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)對(duì)管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和流動(dòng)脈動(dòng)等敏感，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道安裝條件應(yīng)充分重視，遵照生產(chǎn)廠使用說(shuō)明書(shū)的要求執(zhí)行。渦街流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里，有水淹的可能，要選用涎水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，但測(cè)量液體和氣體時(shí)為防止氣泡和液滴的干擾，安裝位置要注意1.安裝注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)對(duì)管道流速分布畸變、旋轉(zhuǎn)流和混相流體的安裝混相流體的安裝渦街流量計(jì)對(duì)上、下游直管段長(zhǎng)度的要求渦街流量計(jì)對(duì)上、下游直管段長(zhǎng)度的要求2.使用注意事項(xiàng)（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢通電和通流前的檢查

①主管和旁通管上各法蘭、閥門、測(cè)壓、測(cè)溫孔及接頭應(yīng)無(wú)滲漏現(xiàn)象；②管道振動(dòng)情況是否符合說(shuō)明書(shū)規(guī)定； ③傳感器安裝是否正確，各部分電氣連接是否良好。2.使用注意事項(xiàng)（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢通電和通流前的檢查（2）接通電源靜態(tài)調(diào)試

在通電不通流時(shí)轉(zhuǎn)換器應(yīng)無(wú)輸出，瞬時(shí)流量指示為零，累積流量無(wú)變化，否則首先檢查是否因信號(hào)線屏蔽或接地不良，或管道震動(dòng)強(qiáng)烈而引入干擾信號(hào)。如確認(rèn)不是上述原因時(shí)，可調(diào)整轉(zhuǎn)換器內(nèi)電位器，降低放大器增益或提高整形電路觸發(fā)電平，直至輸出為零。（3）通流動(dòng)態(tài)調(diào)試

關(guān)旁通閥，打開(kāi)上下游閥門，流動(dòng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)換器輸出連續(xù)的脈寬均勻的脈沖，流量指示穩(wěn)定無(wú)跳變，調(diào)閥門開(kāi)度，輸出隨之改變。否則應(yīng)細(xì)致檢查并調(diào)整電位器直至儀表輸出既無(wú)誤觸發(fā)又無(wú)漏脈沖為止。Endthe7.5（2）接通電源靜態(tài)調(diào)試Endthe7.57.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)7.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.1工作原理及組成通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)超聲束（或超聲脈沖）的作用，以測(cè)量體積流量的儀表。超聲流量計(jì)的特點(diǎn)：可作非接觸測(cè)量；無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量，無(wú)額外壓力損失；適用于大型圓形管道和矩形管道；多普勒超聲流量計(jì)可測(cè)量固相含量較多或含有氣泡的液體；超聲流量計(jì)可測(cè)量非導(dǎo)電性液體，在無(wú)阻撓流量測(cè)量方面是對(duì)電磁流量計(jì)的一種補(bǔ)充。討論用于測(cè)量封閉管道液體流量的超聲流量計(jì)。7.6.1工作原理及組成通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)超聲束（或超封閉管道用超聲流量計(jì)分類傳播時(shí)間法；多普勒效應(yīng)法；波束偏移法；相關(guān)法；噪聲法

封閉管道用超聲流量計(jì)分類傳播時(shí)間法；1.傳播時(shí)間法聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間。利用傳播速度之差與被測(cè)流體流速的關(guān)系求取流速，稱之傳播時(shí)間法。按測(cè)量具體參數(shù)分類：時(shí)差法、相位差法頻差法。1.傳播時(shí)間法聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大傳播時(shí)間法原理傳播時(shí)間法原理（1）流速方程式超聲波逆流從換能器1送到換能器2的傳播速度c被流體流速Vm所減慢，反之，超聲波順流從換能器2傳送到換能器1的傳播速度則被流體流速加快，（1）流速方程式超聲波逆流從換能器1送到換能器2的傳播速度上面兩式相減并變換可得式中，L——超聲波在換能器之間傳播路徑的長(zhǎng)度（m）；

x——傳播路徑的軸向分量（m）；

t12——從換能器1到換能器2的傳播時(shí)間（s）；

t21——從換能器2到換能器1的傳播時(shí)間（s）；

c——超聲波在靜止流體中的傳播速度（m/s）；

Vm——流體通過(guò)換能器1、2之間聲道上平均流速（m/s）上面兩式相減并變換可得式中，L——超聲波在換能器之間傳播（2）流量方程式測(cè)量和計(jì)算的流速是聲道上的線平均流速，計(jì)算流量所需是流通橫截面的面平均流速，二者的數(shù)值是不同的，差異取決于流速分布狀況 因此，必須用一定的方法對(duì)流速分布進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于夾裝式換能器儀表，還必須對(duì)折射角受溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償，才能精確的測(cè)得流量。（2）流量方程式測(cè)量和計(jì)算的流速是聲道上的線平均流速，體積流量qv為：式中，K——流速分布修正系數(shù)，K=Vm/VDN——管道內(nèi)徑。K是單聲道通過(guò)管道中心的流速（分布）修正系數(shù)。管道雷諾數(shù)ReD變化K值將變化，儀表范圍度為10時(shí)，K值變化約為1％；范圍度為100時(shí)，K值約變化2％。流動(dòng)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)，K值要變化約30％。所以要精確測(cè)量時(shí)，必須對(duì)K值進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。體積流量qv為：式中，K——流速分布修正系數(shù)，K=Vm/2.多普勒（效應(yīng)）法 多普勒（效應(yīng)）法是利用在靜止（固定）點(diǎn)檢測(cè)從移動(dòng)源發(fā)射聲波多產(chǎn)生多普勒頻移現(xiàn)象。多普勒法超聲波流量計(jì)原理圖2.多普勒（效應(yīng)）法 多普勒（效應(yīng)）法是利用在靜止（固定（1）流速方程式 超聲換能器A向流體發(fā)出頻率為fA的超聲波，經(jīng)照射域內(nèi)液體中散射體，散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移fd，接收換能器B收到頻率為fB的超聲波，其值為：多普勒頻移fd正比于散射體流動(dòng)速度：（1）流速方程式 超聲換能器A向流體發(fā)出頻率為fA的超聲波（2）流量方程式流量方程式形式上與式（7.6.4）相同Kd是散射體的“照射域”在管中心附近的系數(shù)；其值不適用于在大管徑或含較多散射體達(dá)不到管中心附近就獲得散射波的系數(shù)。（2）流量方程式流量方程式形式上與式（7.6.4）相同Kd（3）液體溫度影響的修正流體聲速c是溫度的函數(shù)，液溫變化會(huì)引起誤差。固體的聲速溫度變化影響比液體小一個(gè)數(shù)量級(jí)，即流體聲速c用聲楔的聲速c0取代，以減小用液體聲速時(shí)的影響。聲楔的射角cosθ=sinφ,sinφ/c＝sinφ0/c0

（3）液體溫度影響的修正流體聲速c是溫度的函數(shù)，液溫變化會(huì)（4）散射體的影響多普勒頻移信號(hào)來(lái)自速度參差不一的散射體，而所測(cè)得各散射體速度和載體液體平均流速間的關(guān)系也有差別。其他參量如散射體粒度大小組合與流動(dòng)時(shí)分布狀況，散射體流速非軸向分量，聲波被散射體衰減程度等均影響頻移信號(hào)。（4）散射體的影響多普勒頻移信號(hào)來(lái)自速度參差不一的散射體，3.組成組成：超聲換能器（超聲流量傳感器）＋轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)上分：固定盤裝式和便攜式3.組成組成：超聲換能器（超聲流量傳感器）＋轉(zhuǎn)換器7.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)7.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)1.測(cè)量原理的選擇2.安裝注意事項(xiàng)7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)1.測(cè)量原理的選擇1.測(cè)量原理的選擇選擇測(cè)量原理是傳播時(shí)間法還是多普勒法，主要判斷要素：液體潔凈程度或雜質(zhì)含量，測(cè)量精度要求?；具m用條件如表7.6.1所示。對(duì)于外夾裝式儀表還要考慮管壁材料和厚度、銹蝕狀況、襯里材料和厚度；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝換能器式儀表要考慮換能器類型；對(duì)于大管徑傳播時(shí)間法儀表要考慮聲道數(shù)。1.測(cè)量原理的選擇選擇測(cè)量原理是傳播時(shí)間法還是多普勒法表7.6.1測(cè)量原理基本適用條件條件傳播時(shí)間法多普勒法適用液體水類（江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等）,油類（純凈燃油，潤(rùn)滑油，食用油等），化學(xué)試劑，藥液等含雜質(zhì)多的水（下水，污水，農(nóng)業(yè)用水等），漿類（泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等），油類（非凈燃油，重油，原油等）適用懸浮顆粒含量體積含量<1%（包括氣泡）時(shí)不影響測(cè)量準(zhǔn)確度濁度>50－100mg/L儀表基本誤差帶測(cè)量管段式±（0.5-1）%R±（3-10）%FS固體粒子含量基本不變時(shí)±（0.5-3）%濕式大口徑多聲道濕式小口徑單聲道±1.5%R-±3%R夾裝式（范圍度20:1）重復(fù)性誤差0.1%-0.3%1%信號(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度100-300m,在能保證信號(hào)質(zhì)量的前提下，可以小于100m<30m價(jià)格較高一般較低表7.6.1測(cè)量原理基本適用條件條件傳播時(shí)間法多普勒法適2.安裝注意事項(xiàng)（1）流量傳感器（即帶測(cè)量管段的插入式換能器總成）的安裝 ①安裝本類流量傳感器時(shí)管網(wǎng)必須停流，測(cè)量點(diǎn)管道必須截?cái)嗪蠼尤肓髁總鞲衅鳌?②連接流量傳感器的管道內(nèi)徑必須與流量傳感器相同，其差別應(yīng)在±1％以內(nèi)。2.安裝注意事項(xiàng)（1）流量傳感器（即帶測(cè)量管段的插入式③流量傳感器上的傳感器盡可能在與水平直徑成45度的范圍內(nèi)，避免在垂直直徑位置附近安裝。否則在測(cè)量液體時(shí)換能器聲波表面易受氣體或顆粒影響，在測(cè)量氣體時(shí)受液滴或顆粒影響。④測(cè)量液體時(shí)安裝位置必須充滿液體。⑤上下游應(yīng)有必要的直管段。水平管換能器安裝位置③流量傳感器上的傳感器盡可能在與水平直徑成45度的范圍內(nèi)，避（2）外夾裝式換能器的安裝①剝凈安裝段內(nèi)保溫層和保護(hù)層，并把換能器按裝處的壁面打磨干凈。避免局部凹陷，凸出物修平，漆銹層磨凈。②對(duì)于垂直設(shè)置的管道，若為單聲道傳播時(shí)間法儀表，換能器的安裝位置應(yīng)盡可能在上游彎管的彎軸平面內(nèi)，以獲得彎管流場(chǎng)畸變后較接近的平均值。（2）外夾裝式換能器的安裝①剝凈安裝段內(nèi)保溫層和保護(hù)層，并把單聲道換能器垂直管道安裝位置單聲道換能器垂直管道安裝位置③換能器安裝處和管壁反射處必須避開(kāi)接口和焊縫避開(kāi)接口和焊縫示意圖③換能器安裝處和管壁反射處必須避開(kāi)接口和焊縫避開(kāi)接口和焊縫④換能器安裝處的管道襯里和垢層不能太厚。襯里、銹層與管壁間不能有間隙。對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的管道，可震擊管壁震掉銹層，保證聲波正常傳播。但須防止擊出凹坑。⑤換能器工作面與管壁之間保持有足夠的耦合劑，不能有空氣和固體顆粒，以保證耦合良好。⑥夾裝式換能器安裝有對(duì)稱安裝和同側(cè)安裝兩種方法。Endthe7.6④換能器安裝處的管道襯里和垢層不能太厚。襯里、銹層與管壁間不7.7質(zhì)量流量計(jì)直接式：檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)可以直接表示質(zhì)量流量的大小。間接式：通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)以上有關(guān)質(zhì)量流量的物理量，然后通過(guò)計(jì)算得出質(zhì)量流量。7.7質(zhì)量流量計(jì)直接式：檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)可以直接表示質(zhì)7.7質(zhì)量流量計(jì) 7.7.1直接式質(zhì)量流量計(jì) 7.7.2間接式質(zhì)量流量計(jì)7.7質(zhì)量流量計(jì)7.7.1直接式質(zhì)量流量計(jì)直接式質(zhì)量流量常用檢測(cè)方法：差壓式質(zhì)量流量計(jì)、渦輪式質(zhì)量流量計(jì)、動(dòng)量式質(zhì)量流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)、科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)等7.7.1直接式質(zhì)量流量計(jì)直接式質(zhì)量流量常用檢測(cè)方法：1.熱式質(zhì)量流量計(jì)利用傳熱原理，即流動(dòng)中的流體與熱源之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量，當(dāng)前主要用于測(cè)量氣體。熱式流量?jī)x表用得最多有兩類：熱分布式流量計(jì)（thenmaIprohIefIowmeter）利用流動(dòng)流體傳遞熱量改變測(cè)量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)。曾稱量熱式質(zhì)量流量計(jì)；熱式質(zhì)量流量計(jì)利用熱消散（冷卻）效應(yīng)的金氏定律（KingsIaw），又由于結(jié)構(gòu)上檢測(cè)元件伸入測(cè)量管內(nèi)，也稱浸入型（immersiontype）或侵入型（intrusiontype）。1.熱式質(zhì)量流量計(jì)利用傳熱原理，即流動(dòng)中的流體與熱源之間（1）熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)熱分布式質(zhì)量流量計(jì)工作原理1流量傳感器2繞組3測(cè)量管4轉(zhuǎn)換器5恒流電原4放大器（1）熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)熱分布式質(zhì)量流量計(jì)工作原理1質(zhì)量流量cp——被測(cè)氣體的定壓比熱容；

A——測(cè)量管繞組（即加熱系統(tǒng)）與周圍環(huán)境熱交換系統(tǒng)之間的熱傳導(dǎo)系數(shù)；

K——儀表常數(shù)；

ΔT——兩組線圈平均溫度差。質(zhì)量流量與繞組溫度關(guān)系質(zhì)量流量cp——被測(cè)氣體的定壓比熱容；質(zhì)量測(cè)量管加熱方式大部分產(chǎn)品采用兩繞組或三繞組線繞電阻；除管外電阻絲繞組加熱方式外還有利用管材本身電阻加熱方式。測(cè)量管形狀有直管形，還有∏字形結(jié)構(gòu)，為了獲得良好的線形輸出，必須保持層流流動(dòng)，測(cè)量管內(nèi)徑D設(shè)計(jì)得很小而長(zhǎng)度L很長(zhǎng)，即有很大L/D比值，流速低，流量小。熱分布式質(zhì)量流量計(jì)按測(cè)量管內(nèi)徑分：

細(xì)管型（也有稱毛細(xì)管型）：測(cè)量管內(nèi)徑僅0.2~0.5mm，極易堵塞，適用于凈化無(wú)塵氣體。

小型：只有直管型，內(nèi)徑為4mm；測(cè)量管加熱方式大部分產(chǎn)品采用兩繞組或三繞組線繞電阻；除管外電（2）浸入式熱式質(zhì)量流量計(jì)金氏定律的熱絲熱散失率表述各參量間關(guān)系式中，H/L——單位長(zhǎng)度熱散失率（J/m?h）；

ΔT——熱絲高于自由流束的平均升高溫度（K）；

λ——流體的熱導(dǎo)率（J/h?m?K）；

cV——定容比熱容（J/kg?k）；

ρ——密度（kg/m3）；

U——流體的流速（m/h）；

d——熱絲直徑（m.）。（2）浸入式熱式質(zhì)量流量計(jì)金氏定律的熱絲熱散失率表述各參量間浸入式質(zhì)量流量計(jì)浸入式質(zhì)量流量計(jì)溫度差測(cè)量法溫度測(cè)量法兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中兩金屬細(xì)管內(nèi)，一熱電阻測(cè)得氣流溫度T；另一細(xì)管經(jīng)功率恒定的電熱加熱，其溫度Tv高于氣流溫度，氣體靜止時(shí)Tv最高，隨著質(zhì)量流速ρU增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，測(cè)得溫度差

溫度差測(cè)量法溫度測(cè)量法兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中消耗功率P和溫度差ΔT如式（7.7.3）所示比列關(guān)系E－與所測(cè)氣體物性如熱導(dǎo)率、比熱容、粘度等有關(guān)的系數(shù)，如果氣體成分和物性恒定則視為常數(shù)。D－與實(shí)際流動(dòng)有關(guān)的常數(shù)。若保持ΔT恒定，控制加熱功率隨著流量增加而增加功率，這種方法也稱作“功率消耗測(cè)量法”。上式變換成消耗功率P和溫度差ΔT如式（7.7.3）所示比列關(guān)系E－與（3）安裝注意事項(xiàng)①熱分布式：大部分可為任何姿勢(shì)（水平、垂直或傾斜）安裝，有些儀表只要安裝好后在工作條件壓力、溫度下作電氣零點(diǎn)調(diào)整。大部分制造廠會(huì)對(duì)此就安裝姿勢(shì)影響和安裝要求作出說(shuō)明。應(yīng)用于高壓氣體時(shí)傳感器則選擇水平安裝，便于做到調(diào)零的零偏置。②浸入式：大部分流量計(jì)性能不受安裝姿勢(shì)影響。在低流速測(cè)量時(shí)因受管道內(nèi)氣體對(duì)流的熱流影響，使安裝姿勢(shì)顯得重要。因此在低和非常低流速流動(dòng)時(shí)要獲得精確測(cè)量，必須遵循制造廠依據(jù)儀表設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)而定的安裝建議。（3）安裝注意事項(xiàng)①熱分布式：2.科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)：精度高、量程比大、動(dòng)態(tài)特性好、無(wú)直管段要求、壓力損失大等。2.科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)（1）工作原理和結(jié)構(gòu)科里奧利力（1）工作原理和結(jié)構(gòu)科里奧利力科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的基本原理當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度υ在對(duì)p軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)分量的加速度及其力。 ①法向加速度：即向心力加速度αr，其量值等于ω2r，方向朝向P軸。 ②切向加速度：即科里奧利加速度αt，其量值等于2ωυ，方向與垂直。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的基本原理當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度υ在對(duì)p當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度υ流動(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)度Δx的管道都將受到一個(gè)ΔFc的切向科里奧利力。由于質(zhì)量流量為qm=ρυA，所以直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)流體產(chǎn)生的科里奧利力就可以測(cè)的得質(zhì)量流量，這是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的基本原理。通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生科里奧利力是困難的，目前產(chǎn)品均代之以管道振動(dòng)產(chǎn)生的當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度υ流動(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)度科里奧利質(zhì)量流量計(jì)組成：流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器（或流量計(jì)算機(jī)）科里奧利質(zhì)量流量傳感器科里奧利質(zhì)量流量計(jì)組成：流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器（或流量計(jì)算機(jī)）科（2）安裝使用注意事項(xiàng)①流量傳感器安裝一般要求

按照制造廠規(guī)定的安裝方法和趨避禁止事項(xiàng)。安裝設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使其有長(zhǎng)的使用壽命②流量傳感器安裝姿勢(shì)和位置

一般裝于自下而上流動(dòng)的垂直管道較為理想；安裝位置必須使測(cè)量管內(nèi)充滿液體。③截止閥和控制閥的安裝（2）安裝使用注意事項(xiàng)①流量傳感器安裝一般要求7.7質(zhì)量流量計(jì) 7.7.1直接式質(zhì)量流量計(jì) 7.7.2間接式質(zhì)量流量計(jì)7.7質(zhì)量流量計(jì)7.7.2間接式質(zhì)量流量計(jì)原理：在管道上串聯(lián)多個(gè)檢測(cè)元件，建立各自的輸出信號(hào)與流體的體積流量和密度等之間的關(guān)系，通過(guò)聯(lián)立求解方程間接推導(dǎo)出流體的質(zhì)量流量。間接式質(zhì)量流量常用檢測(cè)方法：差壓式流量計(jì)與密度計(jì)的組合；體積流量計(jì)和密度計(jì)的組合；差壓流量計(jì)或靶式流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合7.7.2間接式質(zhì)量流量計(jì)原理：（1）差壓式流量計(jì)與密度計(jì)的組合差壓式流量計(jì)的差壓輸出值與ρqv2成正比，配合密度計(jì)進(jìn)行乘法運(yùn)算后開(kāi)方可得到質(zhì)量流量，（1）差壓式流量計(jì)與密度計(jì)的組合差壓式流量計(jì)的差壓輸出值與ρ（2）差壓式流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合差壓式流量計(jì)差壓輸出值與ρqv2成正比，而體積流量計(jì)輸出信號(hào)與成正比，將這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行除法運(yùn)算得到質(zhì)量流量（2）差壓式流量計(jì)與體積流量計(jì)的組合差壓式流量計(jì)差壓輸出值與差壓式流量計(jì)與體積流量計(jì)組合的質(zhì)量流量計(jì)框圖差壓式流量計(jì)與體積流量計(jì)組合的質(zhì)量流量計(jì)框圖精品課件！精品課件！精品課件！精品課件！7.1.1流量測(cè)量的基本概念單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)一定截面積的數(shù)量。體積流量－用流體的體積來(lái)表示（qv），單位為m3/h。瞬時(shí)質(zhì)量流量－用流量的質(zhì)量來(lái)表示（qm），簡(jiǎn)稱質(zhì)量流量，單位為kg/h。

7.1.1流量測(cè)量的基本概念單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)一定截面積累積流量－一段時(shí)間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值累積體積流量累積質(zhì)量流量流量計(jì)量－對(duì)在一定通道內(nèi)流動(dòng)流體的流量進(jìn)行測(cè)量。流量測(cè)量的任務(wù)：根據(jù)測(cè)量目的，被測(cè)流體的種類、狀態(tài)、測(cè)量場(chǎng)所等條件，研究各種相應(yīng)的測(cè)量方法，并保證流量量值的正確傳遞。累積流量－一段時(shí)間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值累積體積流7.1流量的基本概念7.1.1流量測(cè)量的基本概念7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類7.1流量的基本概念7.1.1流量測(cè)量的基本概念7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類檢測(cè)量的不同分為：體積流量質(zhì)量流量

7.1.2流量檢測(cè)的方法和分類檢測(cè)量的不同分為：1.體積流量的測(cè)量方法（1）容積法： 在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量，以排出流體固定容積數(shù)來(lái)計(jì)算流量。 橢圓齒輪流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)和刮板流量計(jì)。 受流體的流動(dòng)狀態(tài)影響小，適用于測(cè)量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。

（2）速度法： 這種方法是先測(cè)出管道內(nèi)的平均流速，再乘以管道截面積求得流體的體積流量。較寬的使用條件，可用于各種工況下的流體的流量檢測(cè)，利用平均流速計(jì)算流量，管路條件的影響大，流動(dòng)產(chǎn)生渦流以及截面上流速分布不對(duì)稱等都會(huì)給測(cè)量帶來(lái)誤差。1.體積流量的測(cè)量方法（1）容積法：檢測(cè)管道內(nèi)流速的方法①節(jié)流式檢測(cè)方法（差壓流量檢測(cè)法）；②電磁式檢測(cè)方法；③變面積式檢測(cè)方法；④旋渦式檢測(cè)方法；⑤渦輪式檢測(cè)方法；⑥聲學(xué)式檢測(cè)方法；⑦熱學(xué)式檢測(cè)方法。檢測(cè)管道內(nèi)流速的方法①節(jié)流式檢測(cè)方法（差壓流量檢測(cè)法）；2.質(zhì)量流量的測(cè)量方法（1）直接法： 利用檢測(cè)元件，使輸出信號(hào)直接反映質(zhì)量流量。 利用孔板和定量泵組合實(shí)現(xiàn)的差壓式檢測(cè)方法； 利用同軸雙渦輪組合的角動(dòng)量式檢測(cè)方法； 應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的檢測(cè)方法 基于科里奧利力效應(yīng)的檢測(cè)方法。（2）間接法：用兩個(gè)檢測(cè)元件分別測(cè)出兩個(gè)相應(yīng)參數(shù)，通過(guò)運(yùn)算間接獲取流體的質(zhì)量流量。①ρqv2檢測(cè)元件和ρ檢測(cè)元件的組合；②qv檢測(cè)元件和ρ檢測(cè)元件的組合；③ρqv2檢測(cè)元件和qv檢測(cè)元件的組合。Endthe7.12.質(zhì)量流量的測(cè)量方法（1）直接法：Endthe7.7.2差壓式流量計(jì)（DPF）歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛。按檢測(cè)件的作用原理分:

節(jié)流式、動(dòng)壓頭式、水力阻力式、離心式、動(dòng)壓增益式和射流式等幾大類，節(jié)流式和動(dòng)壓頭式應(yīng)用最為廣泛。節(jié)流式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)能力強(qiáng)，幾乎能測(cè)量各種工況下的流量。7.2差壓式流量計(jì)（DPF）歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣節(jié)流式差壓流量測(cè)量

7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置節(jié)流式差壓流量測(cè)量7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理1.差壓式流量計(jì)組成2.測(cè)量原理7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理1.差壓式流量計(jì)組成1.差壓式流量計(jì)組成差壓式流量計(jì)組成框圖節(jié)流裝置：安裝于管道中產(chǎn)生差壓，節(jié)流件前后的差壓與流量成開(kāi)方關(guān)系。引壓導(dǎo)管：取節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的差壓，傳送給差壓變送器。差壓變送器：產(chǎn)生的差壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（4-20mA）。1.差壓式流量計(jì)組成差壓式流量計(jì)組成框圖節(jié)流裝置：安裝2.測(cè)量原理孔板附近的流速和壓力分布2.測(cè)量原理孔板附近的流速和壓力分布測(cè)量原理當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，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(lái)衡量流量的大小?；A(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）。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）測(cè)量原理當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速將在節(jié)流件處形成局部設(shè)被測(cè)流體為不可壓縮的理想流體（液體），根據(jù)伯努利方程，對(duì)截面I—I、Ⅱ—Ⅱ處沿管中心的流體有以下能量關(guān)系：式中，p’1、v1——截面I—I處的壓力和速度；

p’2、v1

——截面Ⅱ—Ⅱ處的壓力和速度。設(shè)被測(cè)流體為不可壓縮的理想流體（液體），根據(jù)伯努利方程，式中根據(jù)流體的連續(xù)性方程得：代入式（7.2.2）得對(duì)于截面積Ⅱ—Ⅱ代入質(zhì)量流量方程得反映質(zhì)量流量和孔板前后壓差之間關(guān)系的理論方程式A2代表流束最小收縮截面，用孔板的開(kāi)孔截面A0代替式（7.2.4）根據(jù)流體的連續(xù)性方程得：代入式（7.2.2）得對(duì)于截面積Ⅱ?qū)κ剑?.2.4）用一個(gè)無(wú)量綱數(shù)C修正，C稱為流出系數(shù)。上式為針對(duì)不可壓縮的理想流體而得出的流量公式。對(duì)于可壓縮流體（如各種氣體、蒸汽）流過(guò)節(jié)流裝置時(shí)，壓力發(fā)生改變必然引起密度的改變，因此對(duì)于可壓縮流體上式應(yīng)引入氣體可膨脹系數(shù)，則式變?yōu)椋翰顗菏搅髁坑?jì)的流量公式對(duì)式（7.2.4）用一個(gè)無(wú)量綱數(shù)C修正，C稱為流出系數(shù)。上式節(jié)流式差壓流量測(cè)量

7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置節(jié)流式差壓流量測(cè)量7.2.1差壓式流量計(jì)組成及測(cè)量原理7.2.2節(jié)流裝置按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分：

(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用，無(wú)須經(jīng)實(shí)流校準(zhǔn)即可確定其流量值并估算流量測(cè)量誤差;

(2)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 成熟程度較差，尚未列入標(biāo)準(zhǔn)文件的檢測(cè)件。7.2.2節(jié)流裝置按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分：標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置

節(jié)流裝置=節(jié)流元件+取壓裝置+上下游測(cè)量導(dǎo)管圖7.2.3標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置（a）孔板（b）噴嘴標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置節(jié)流裝置=節(jié)流元件+取壓裝置+上下游測(cè)量導(dǎo)管1.標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置ISO5167或GB／T2624中所包括的節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)噴嘴經(jīng)典文丘里管文丘里噴嘴。1.標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置ISO5167或GB／（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板

標(biāo)準(zhǔn)孔板圖（1）標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板圖孔板的三種取壓方式

孔板的三種取壓方式表7.2.3標(biāo)準(zhǔn)孔板使用范圍（d和D的單位用mm）角接取壓法蘭取壓D（D/2）取壓d≥12.550≤D≤10000.20≤β≤0.755000≤Re（0.20≤β≤0.45）1260β2D≤Re10000≤Re（0.45<β）表7.2.3標(biāo)準(zhǔn)孔板使用范圍（d和D的單位用mm）角接（2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴ISA1932噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴（2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴ISA1932噴嘴ISA1932噴嘴ISA1932噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴

長(zhǎng)徑噴嘴2.非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（1）低雷諾數(shù)：1/4圓孔板，錐形入口孔板，雙重孔板，雙斜孔板，半圓孔板等；（2）臟污介質(zhì)：圓缺孔板，偏心孔板，環(huán)狀孔板，楔形孔板，彎管節(jié)流件等；（3）低壓損：羅洛斯管，道爾管，道爾孔板，雙重文丘里噴嘴，通用文丘里管等；（4）脈動(dòng)流節(jié)流裝置；（5）臨界流節(jié)流裝置：音速文丘里噴嘴；（6）混相流節(jié)流裝置。Endthe7.22.非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（1）低雷諾數(shù)：1/4圓孔板，錐形入口7.3電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量導(dǎo)電液體體積流特點(diǎn)：測(cè)量通道是光滑直管，不易阻塞適用于測(cè)量含有固體顆粒或纖維的液固二相流體；不產(chǎn)生因檢測(cè)流量所形成的壓力損失；不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化影響；前置直管段要求較低；測(cè)量范圍度大，通常為20:1～50:1；不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體；不能用于較高溫度的液體。7.3電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量導(dǎo)電液體體積7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理1.電磁流量計(jì)原理2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理1.電磁流量計(jì)原理1.電磁流量計(jì)原理基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律： 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁流量計(jì)測(cè)量原理1.電磁流量計(jì)原理基本原理：法拉第電磁感應(yīng)定律：電磁流量導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)液體的體積流量式中,K為儀表常數(shù)，K=4kB/πD

在管道直徑確定，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變的條件下，體積流量與電磁感應(yīng)電勢(shì)有一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，而與流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率無(wú)關(guān)。導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，液體的體積流量2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成電磁流量計(jì)＝流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器2.電磁流量計(jì)的構(gòu)成電磁流量計(jì)＝流量傳感器＋轉(zhuǎn)換器（1）電磁流量計(jì)流量傳感器外殼磁路系統(tǒng)測(cè)量管襯里電極（1）電磁流量計(jì)流量傳感器外殼 ①外殼（鐵磁材料制成）

功能：保護(hù)激磁線圈，隔離外磁場(chǎng)的干擾。 ②磁路系統(tǒng)

功能：產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)直流磁場(chǎng)可用永久磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁流量計(jì)，一般都采用交變磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)電勢(shì)為 ①外殼（鐵磁材料制成）磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)電勢(shì)為 ③測(cè)量管

流過(guò)被測(cè)流體，兩端設(shè)有法蘭，用做連接管道。測(cè)量導(dǎo)管采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率并據(jù)有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，一般可選用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其它高強(qiáng)度的材料。 ④襯里

在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)壁的一層耐磨、耐腐蝕、耐高溫的絕緣材料。

主要功能：增加測(cè)量導(dǎo)管的耐磨性與腐蝕性，防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管壁短路。 ③測(cè)量管⑤電極：正確引出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)用不銹鋼非導(dǎo)磁材料制成，安裝時(shí)要求與襯里齊平⑤電極：正確引出感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)用不銹鋼非導(dǎo)磁材料制成，安裝時(shí)（2）轉(zhuǎn)換器功能：放大感應(yīng)電勢(shì)、抑制主要的干擾信號(hào)。 采用了交變磁場(chǎng)克服了極化現(xiàn)象，但增加了電磁正交干擾信號(hào)，正交干擾信號(hào)的相位和被測(cè)感應(yīng)電勢(shì)相差900

消除正交干擾的方法：

信號(hào)引出線自動(dòng)補(bǔ)償 轉(zhuǎn)換器的放大電路反饋補(bǔ)償。

（2）轉(zhuǎn)換器功能：放大感應(yīng)電勢(shì)、抑制主要的干擾信號(hào)。①轉(zhuǎn)換器與電磁流量傳感器連線自動(dòng)補(bǔ)償方式①轉(zhuǎn)換器與電磁流量傳感器連線自動(dòng)補(bǔ)償方式②轉(zhuǎn)換器組成原理轉(zhuǎn)換器方框圖②轉(zhuǎn)換器組成原理轉(zhuǎn)換器方框圖7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝7.3電磁流量計(jì)7.3.1電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相流等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏，長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。7.3.2電磁流量計(jì)的選用與安裝大口徑儀表較多應(yīng)用于給排（1）選用考慮要點(diǎn)①精度②流速③范圍度④口徑

⑤液體電導(dǎo)率（1）選用考慮要點(diǎn)①精度①精度 市場(chǎng)上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度高的儀表基本誤差為（±0.5%～±1%）FS，精度低的儀表則為（±1.5%～±2.5%）FS，兩者價(jià)格相差1～2倍。 因此測(cè)量精度要求不很高的場(chǎng)所（例如非經(jīng)濟(jì)核算僅以控制為目的，只要求高可靠性和優(yōu)良重復(fù)性的場(chǎng)所）選用高精度儀表在經(jīng)濟(jì)上是不合算的。①精度 市場(chǎng)上通用型電磁流量計(jì)的性能有較大差別，②流速選定儀表口徑不一定與管徑相同，視流量而定。流程工業(yè)輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經(jīng)濟(jì)流速1.5～3m/s。電磁流量計(jì)用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。滿度流量時(shí)液體流速可在1～10m/s范圍內(nèi)選用，用于有易粘附、沉積、結(jié)垢等物質(zhì)的流體，選用流速不低于2m/s，自清掃、防止粘附沉積等作用測(cè)量接近閾值的低電導(dǎo)液體，盡可能選定較低流速（小于0.5～1m/s）②流速選定儀表口徑不一定與管徑相同，視流量而定。

③范圍度

電磁流量計(jì)的范圍度較大，通常不低于20，帶有量程自動(dòng)切換功能的儀表，可超過(guò)50～100。 ④口徑國(guó)內(nèi)定型產(chǎn)品的口徑從10mm～3000mm，實(shí)際應(yīng)用還是以中小口徑居多，與大部分其他原理流量?jī)x表（如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質(zhì)量式等）相比，大口徑儀表占有較大比重。 ③范圍度⑤液體電導(dǎo)率使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能低于閾值（即下限值）。電導(dǎo)率低于閾值會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差直至不能使用，超過(guò)閾值即使變化也可以測(cè)量，示值誤差變化不大，通用型電磁流量計(jì)的閾值在10-4～（5×10-6）S/cm之間，視型號(hào)而異。使用時(shí)還取決于傳感器和轉(zhuǎn)換器間流量信號(hào)線長(zhǎng)度及其分布電容，制造廠使用說(shuō)明書(shū)中通常規(guī)定電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的信號(hào)線長(zhǎng)度。⑤液體電導(dǎo)率使用電磁流量計(jì)的前提是被測(cè)液體必須是導(dǎo)電的，不能（2）流量傳感器安裝①安裝場(chǎng)所②直管段長(zhǎng)度要求③安裝位置和流動(dòng)方向④接地（2）流量傳感器安裝①安裝場(chǎng)所①安裝場(chǎng)所測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；測(cè)量雙組分液體時(shí)，避免裝在混合尚未均勻的下游；測(cè)量化學(xué)反應(yīng)管道時(shí)，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；盡可能避免測(cè)量管內(nèi)變成負(fù)壓；選擇震動(dòng)小的場(chǎng)所，特別對(duì)一體型儀表；避免附近有大電機(jī)、大變壓器等引起電磁場(chǎng)干擾；易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場(chǎng)所；盡可能避開(kāi)周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；環(huán)境溫度在－25/－10～50/600℃范圍內(nèi)；環(huán)境相對(duì)濕度在10%～90%范圍內(nèi)；盡可能避免受陽(yáng)光直照；避免雨水浸淋，不會(huì)被水浸沒(méi)。①安裝場(chǎng)所測(cè)量混合相流體時(shí)，選擇不會(huì)引起相分離的場(chǎng)所；②直管段長(zhǎng)度要求長(zhǎng)度與大部分其它流量?jī)x表相比要求較低。90o彎頭、T形管、同心異徑管、全開(kāi)閘閥后通常認(rèn)為只要離電極中心線5倍直徑（5D）長(zhǎng)度的直管段，不同開(kāi)度的閥則需10D；下游直管段為（2～3）D或無(wú)要求；各標(biāo)準(zhǔn)或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長(zhǎng)度亦不一致，要求比通常要求高。這是由于為保證達(dá)到當(dāng)前0.5級(jí)精度儀表的要求。②直管段長(zhǎng)度要求長(zhǎng)度與大部分其它流量?jī)x表相比要求較低。90o③安裝位置和流動(dòng)方向安裝方向不受限制,但測(cè)量固液兩相流體最好垂直安裝。a,b,e—不良

c,d—良好③安裝位置和流動(dòng)方向安裝方向不受限制,但測(cè)量固液兩相流體最好④接地傳感器必須單獨(dú)接地（接地電阻100Ω以下）。分離型原則上接地應(yīng)在傳感器一側(cè)，轉(zhuǎn)換器接地應(yīng)在同一接地點(diǎn)。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護(hù)管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導(dǎo)線（16mm2）繞過(guò)傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護(hù)電流與傳感器之間隔離。Endthe7.3④接地傳感器必須單獨(dú)接地（接地電阻100Ω以下）。Endt7.4渦輪流量計(jì)工作原理：置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比，通過(guò)測(cè)量葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度就可以得到流體的流速，從而得到管道內(nèi)的流量值

7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理 7.4.2特點(diǎn)與應(yīng)用 7.4.3安裝注意事項(xiàng)7.4渦輪流量計(jì)工作原理：7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理1－緊固件；2－殼體；3－前導(dǎo)向體；4－止推片；5－葉輪；6－電磁感應(yīng)式信號(hào)檢測(cè)器；7－軸承；8－后導(dǎo)向體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)7.4.1結(jié)構(gòu)和工作原理1－緊固件；渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)(1)殼體（表體）：承受被測(cè)流體的壓力、固定安裝檢測(cè)部件和連接管道殼體采用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁合金制造。(2)導(dǎo)向體：對(duì)流體起導(dǎo)向整流以及支撐葉輪的作用，通常選用不導(dǎo)磁不銹鋼或硬鋁材料制作。(3)渦輪（葉輪）：流量計(jì)的檢測(cè)元件，高導(dǎo)磁性材料。 葉輪有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種。葉輪的動(dòng)平衡直接影響儀表性能和使用壽命。(4)軸與軸承：支撐葉輪旋轉(zhuǎn)(5)信號(hào)檢測(cè)器：國(guó)內(nèi)常用變磁阻式渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)(1)殼體（表體）：渦輪流量計(jì)原理當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過(guò)渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過(guò)管道的流體流量。渦輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)裝在外殼上的檢測(cè)線圈來(lái)檢測(cè)。渦輪流量計(jì)原理當(dāng)流體通過(guò)管道時(shí)，沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪渦輪流量計(jì)的流量方程為體積流量f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；

K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。渦輪流量計(jì)特性曲線渦輪流量計(jì)的流量方程為體積流量f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用精度高：所有流量計(jì)中，它屬于最精確的。重復(fù)性好：短期重復(fù)性可達(dá)0.05％-0.2％輸出脈沖頻率信號(hào)：適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)?？色@得很高的頻率信號(hào)（3-4kHz），信號(hào)分辨力強(qiáng)。測(cè)量范圍寬；適用于高壓測(cè)量：易制成高壓型儀表。

7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用精度高：所有流量計(jì)中，它屬于最精確的難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn);不適用于較高粘度介質(zhì)（高粘度型除外）;流體物性（密度、粘度）對(duì)儀表特性有較大影響;受來(lái)流流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大;對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高：限制了其適用領(lǐng)域，雖可安裝過(guò)濾器以適應(yīng)臟污介質(zhì)，但亦帶來(lái)壓損增大、維護(hù)量增加等副作用。應(yīng)用：石油、有機(jī)液體、無(wú)機(jī)液、液化氣、天然氣、煤氣和低溫流體等的測(cè)量7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)用難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性，需要定期校驗(yàn);7.4.2特點(diǎn)和應(yīng)7.4.3安裝注意事項(xiàng)應(yīng)安裝在便于維修，管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電磁干擾與熱輻射影響的場(chǎng)所.1－入口；2－閥門；3－過(guò)濾器；4－消氣器；5－前直管段；6－流量計(jì)；7－后直管段；8－旁路Endthe7.47.4.3安裝注意事項(xiàng)應(yīng)安裝在便于維修，管道無(wú)振動(dòng)、無(wú)強(qiáng)電7.5渦街流量計(jì)流體振動(dòng)流量測(cè)量:在特定的流動(dòng)條件下，一部分流體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為流動(dòng)，其振動(dòng)頻率與流速（流量）有確定的比例關(guān)系渦街流量計(jì)旋進(jìn)（旋渦進(jìn)動(dòng)）流量計(jì)射流流量計(jì)7.5渦街流量計(jì)流體振動(dòng)流量測(cè)量:流體振動(dòng)流量計(jì)特點(diǎn)：輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比，它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響；測(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10:1以上；精確度為中上水平；無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低；應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。

流體振動(dòng)流量計(jì)特點(diǎn)：輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.2安裝使用注意事項(xiàng)渦街流量計(jì)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)1.渦街流量計(jì)工作原理

2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)7.5.1工作原理與結(jié)構(gòu)1.渦街流量計(jì)工作原理1.渦街流量計(jì)工作原理卡曼渦街1.渦街流量計(jì)工作原理卡曼渦街旋渦的發(fā)生頻率式中，U1——旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/s）；

Sr——斯特勞哈爾數(shù)；

d——旋渦發(fā)生體迎面寬度；

m——旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比。管道內(nèi)體積流量流量計(jì)的儀表系數(shù)（脈沖數(shù)/m3）渦街流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響旋渦的發(fā)生頻率式中，U1——旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/sK與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸、斯特勞哈爾數(shù)Sr有關(guān)，Sr為無(wú)量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)K在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線K與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸、斯特勞哈爾數(shù)Sr有關(guān)，斯特勞2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)＝傳感器＋轉(zhuǎn)換器傳感器旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測(cè)元件、儀表表體；轉(zhuǎn)換器前置放大器、濾波整形電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩2.渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)＝傳感器＋轉(zhuǎn)換器渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)（1）旋渦發(fā)生體與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關(guān)要求如下：①能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；②在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；③能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高；④形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工、安裝和組合；⑤材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫變；⑥固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。（1）旋渦發(fā)生體與儀表的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體三角柱旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體三角柱旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體（2）檢測(cè)元件檢測(cè)旋渦信號(hào)方式:①用設(shè)置在旋渦發(fā)生體內(nèi)的檢測(cè)