傳感器流量檢測(cè)技術(shù)

傳感器與檢測(cè)技術(shù)流量檢測(cè)6.1流量檢測(cè)基本概念

①體積流量qV=dV/dt=dx*A/dt=vA

單位:m3/hL/s…..

②質(zhì)量流量qm=dM/dt=vA

單位:t

/hkg/s…..

例：設(shè)測(cè)得流速v=10m/s，圓管道的直徑r=1m，截面積A=0.79m2

則體積流量qV一流量的定義和單位1瞬時(shí)流量----

短時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量與通過(guò)時(shí)間之比。=10*0.79=7.9m3/s體積流量和質(zhì)量流量的關(guān)系為qm=*qv2累積流量----

某段時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)的體積或質(zhì)量總量,也稱為流過(guò)流量。

①體積----體積流量在該段時(shí)間中的積分

V=∫tqvdt②質(zhì)量----質(zhì)量流量在該段時(shí)間中的積分

M=∫tqmdt二、流量檢測(cè)方法

測(cè)量瞬時(shí)流量的儀表稱為“流量計(jì)”體積流量qv

質(zhì)量流量qm

測(cè)量累積流量的儀表稱為“計(jì)量表”或“總量計(jì)”總體積V總質(zhì)量M流量計(jì)的組成一次裝置--流量傳感器,將流量信息轉(zhuǎn)換成可供處理的信號(hào)二次儀表--數(shù)據(jù)處理電路,給出流量值大小三、流量計(jì)的測(cè)量特性

1流量方程式--流量與流量計(jì)輸出信號(hào)之間的關(guān)系

qm=f(x)x可以是電壓、電流的變化，也可以是磁場(chǎng)或機(jī)械量的變化

2儀表系數(shù)K與流出系數(shù)C

儀表系數(shù)K----頻率型流量計(jì)流量特性的主要參數(shù)

K=N/V

流出系數(shù)C----實(shí)際流量與理想流量之間的比值

3壓力損失

6.2體積流量檢測(cè)方法各式流量計(jì)容積式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)差壓式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)彎管流量計(jì)靶式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)速度式流量計(jì)渦輪流量計(jì)渦街流量計(jì)電磁流量計(jì)超聲流量計(jì)6.2.1容積式流量計(jì)

工作原理----

直接根據(jù)排出流體的體積來(lái)計(jì)算累計(jì)流量.其中運(yùn)動(dòng)元件的往復(fù)次數(shù)或轉(zhuǎn)速和流體的連續(xù)排出量成比例,利用這個(gè)原理進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè).

應(yīng)用場(chǎng)合----

石油、天然氣測(cè)量?jī)x表、家用煤氣表….

代表----

橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)

一、橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪外形工作過(guò)程演示(1)工作原理工作過(guò)程①A、B兩輪在流體驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng),使固定容積內(nèi)的流體一份份排出.每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,流量計(jì)會(huì)排出4個(gè)“半月形”容積的流體.②通過(guò)橢圓齒輪流量計(jì)的流體總量為Q=4nV0工作原理③齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)通過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)并累計(jì).由計(jì)數(shù)值可以反映出累計(jì)流量的大小.(2)工作特性1精度高、耐腐蝕，特別適合石油、聚乙烯醇、樹(shù)脂等粘度較高介質(zhì)的流量檢測(cè)。3當(dāng)通過(guò)流量計(jì)的流量為恒定時(shí)，橢圓齒輪在一周的轉(zhuǎn)速是變化的，所以只能測(cè)量整數(shù)圈的平均轉(zhuǎn)速來(lái)確定平均流量。2流量計(jì)同秒表配合，可測(cè)出平均流量?，F(xiàn)在大多數(shù)橢圓齒輪流量計(jì)的外伸軸都帶有測(cè)速發(fā)電機(jī)或光電測(cè)速盤(pán)。4純機(jī)械原理流量計(jì)，適用于各種危險(xiǎn)場(chǎng)合。二、腰輪流量計(jì)工作原理與橢圓齒輪流量計(jì)相同，結(jié)構(gòu)相似.

以一對(duì)不帶齒的腰形輪代替齒輪,兩腰輪是有互為共軛曲線的轉(zhuǎn)子.(3)性能較橢圓齒輪流量計(jì)更加穩(wěn)定,適用于天然氣、煤氣、惰性氣體、空氣等氣體的測(cè)量.6.2.2差壓式流量計(jì)

工作原理----

在流體管道內(nèi)設(shè)置流動(dòng)阻力件,流體通過(guò)阻力件時(shí)將產(chǎn)生壓力差,此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系,通過(guò)測(cè)量壓力差可以求到流體流量。

qv=f(△p)

代表----

節(jié)流式流量計(jì)、彎管流量計(jì)….

★節(jié)流式流量計(jì)節(jié)流裝置---

在管道中段設(shè)置一個(gè)流通面積比管道狹窄的孔板或者文丘里噴嘴，使流體經(jīng)過(guò)該節(jié)流裝置時(shí)，流束局部收縮，流速提高，壓強(qiáng)減小。丹尼爾·伯努利提出了流體力學(xué)的一個(gè)重要定理，反映了理想流體（不可壓縮、不計(jì)粘性的流體）中能量守恒定律，這個(gè)定理和相應(yīng)的公式后稱為伯努利定理和伯努利公式。節(jié)流裝置的取壓管

及內(nèi)部的節(jié)流孔板節(jié)流孔板后取壓管

前取壓管流體通過(guò)節(jié)流孔板時(shí)，流速加快，后取壓管處的壓力減小。節(jié)流裝置的另一種形式

——文丘里管或文丘里噴嘴文丘里噴嘴的壓力損失較小。流體入口狹窄部位流體出口文丘里效應(yīng)（Venturieffect）：是當(dāng)風(fēng)吹過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面上方端口附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用并導(dǎo)致空氣的流動(dòng)。導(dǎo)壓管的配置

節(jié)流裝置輸出的壓力差是從節(jié)流裝置的前后取壓孔取出的。從取壓孔到差壓變送器的導(dǎo)壓管的配置也應(yīng)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)安裝。氣體流量的測(cè)量液體流量的測(cè)量玻璃浮子流量計(jì)流體入口流體出口浮子(轉(zhuǎn)子)★浮子流量計(jì)qv=f(h)6.2.3速度式流量計(jì)

工作原理----

基于與流速有關(guān)的各種物理現(xiàn)象,儀表的輸出(如脈沖頻率、電壓等)與流速之間有確定的關(guān)系，即可知流體的體積流量。代表----

渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲流量計(jì)….

★渦輪流量計(jì)在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)于一定的流體介質(zhì)，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．磁鋼★渦街流量計(jì)一、工作原理流體振蕩1流體流過(guò)非流線型阻擋物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的旋渦列；2旋渦的產(chǎn)生頻率和流體流速之間有確定的函數(shù)關(guān)系。二、組成聲波的分類

1.次聲波次聲波是頻率低于20Hz的聲波，人耳聽(tīng)不到，但可與人體器官發(fā)生共振，7-8Hz的次聲波會(huì)引起人的恐怖感，動(dòng)作不協(xié)調(diào)，甚至導(dǎo)致心臟停止跳動(dòng)?！锍暳髁坑?jì)2.可聞聲波頻率在20Hz-20KHz之間的聲波。3.超聲波頻率高于20KHz的聲波。超聲流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用