水質(zhì)產(chǎn)品-培訓(xùn)課件流量計(jì)

流量計(jì)簡(jiǎn)介概述流量計(jì)定義流量計(jì)的種類流量計(jì)的原理流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用定義流體的流量：指在短暫時(shí)間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時(shí)間之比，該時(shí)間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動(dòng)是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時(shí)流量。流量計(jì)：用以測(cè)量管路中流體流量(單位時(shí)間內(nèi)通過的流體體積)的儀表。分類

容積式流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)

差壓式流量計(jì)

電磁流量計(jì)

超聲波流量計(jì)

渦街流量計(jì)

質(zhì)量流量計(jì)

沖板式流量計(jì)容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)原理：容積式流量計(jì)，又稱定排量流量計(jì)，在流量?jī)x表中是精度最高的一類。它利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)測(cè)量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流體體積總量。

應(yīng)用：容積式流量計(jì)可以計(jì)量各種液體和氣體的累積流量，由于這種流量計(jì)可以精密測(cè)量體積量，所以其類型包括從小型的家用煤氣表到大容積的石油和天然氣計(jì)量?jī)x表。容積式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn):

(1)計(jì)量精度高;(2)安裝管道條件對(duì)計(jì)量精度沒有影響;(3)可用于高粘度液體的測(cè)量;(4)范圍度寬;(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計(jì)總量,清晰明了,操作簡(jiǎn)便。

缺點(diǎn):

(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大;(2)被測(cè)介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大;(3)不適用于高、低溫場(chǎng)合;(4)大部分儀表只適用于潔凈單相流體;(5)產(chǎn)生噪聲及振動(dòng)。

容積式流量計(jì)種類橢圓齒輪流量計(jì)刮板式流量計(jì)腰輪流量計(jì)雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)活塞式流量計(jì)圓盤式流量計(jì)濕式氣體流量計(jì)皮囊式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)

橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量本體由一對(duì)相互嚙合的橢圓齒輪和儀表殼體構(gòu)成。

原理：

當(dāng)被測(cè)量流體流過橢圓齒輪流量計(jì)時(shí)，帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪每轉(zhuǎn)一周就有一定數(shù)量的流體通過儀表。只要記錄下齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)就知道被測(cè)流體的總量腰輪流量計(jì)

腰輪流量計(jì)

原理

腰輪流量計(jì)的基本原理同橢圓齒輪流量計(jì)相同只是輪子形狀略有不同。

腰輪流量計(jì)示意圖雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)

雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)屬于目前國(guó)際上最新一代容積式流量計(jì)，也稱為UF—‖流量計(jì)或螺桿流量計(jì)。是用于管道中液體流量的測(cè)量和控制的精密儀表。工作原理

一對(duì)特殊齒型的螺旋轉(zhuǎn)子直接嚙合，無相對(duì)滑動(dòng)，不需要同步齒輪?？窟M(jìn)、出口處較小的壓差推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。同一時(shí)刻，每一個(gè)轉(zhuǎn)子在同一橫截面上受到流體的旋轉(zhuǎn)力矩雖然不一樣，但兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別在所有橫截面上受到旋轉(zhuǎn)力矩的合力矩是相等的。因此兩個(gè)轉(zhuǎn)子各自作等速、等轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，排量均衡無脈動(dòng)。螺旋轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周可輸出8倍空腔的容積，因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)與流體的累積流量成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流體的瞬時(shí)流量成正比。雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)示意圖轉(zhuǎn)子流量計(jì)

轉(zhuǎn)子流量計(jì)又稱浮子流量計(jì)，其流量檢測(cè)元件由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子所組成，被測(cè)流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時(shí)，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子流量計(jì)浮子流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，對(duì)儀表前后直管段長(zhǎng)度要求不高，壓力損失小而且恒定，測(cè)量范圍比較寬；缺點(diǎn)：測(cè)量精確度相對(duì)較低，為±2%左右，更適用于中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測(cè)量。儀表測(cè)量受被測(cè)介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響；差壓式流量計(jì)

差壓式流量計(jì)

原理：基于在流通管道上設(shè)置流動(dòng)阻力件，流體通過阻力件時(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，通過測(cè)量差壓值可以求得流體流量。如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、均速管流量計(jì)壓差式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無可動(dòng)部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；適應(yīng)性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計(jì)；裝置已標(biāo)準(zhǔn)化。缺點(diǎn)：

安裝要求嚴(yán)格；流量計(jì)前后要求較長(zhǎng)直管段；測(cè)量范圍窄，一般范圍度為3:1；壓力損失較大；對(duì)于較小直徑的管道測(cè)量比較困難；精確度不夠高(±1%~±2%)?？装辶髁坑?jì)孔板流量計(jì)原理：

當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)孔板時(shí)，將產(chǎn)生局部收縮，流束集中，流速增加，靜壓力降低，于是在孔板前后產(chǎn)生一個(gè)靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，流量越大，壓力差就越大。通過導(dǎo)壓管將差壓信號(hào)傳遞給差壓變送器，轉(zhuǎn)換成4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)流量顯示儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時(shí)和累積流量?？装辶髁坑?jì)

孔板流量計(jì)

文丘里管渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)原理：

它采用多葉片的轉(zhuǎn)子(渦輪)感受流體平均流速,將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)?？梢詼y(cè)量氣體、液體流量。渦輪流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：高精度,一般為0.5級(jí)，在小范圍內(nèi)誤差≤±0.1%，在所有流量計(jì)中,屬于最精確的流量計(jì);無零點(diǎn)漂移,抗干擾能力好，內(nèi)部清洗簡(jiǎn)單。儀表有校寬的工作溫度范圍(-200~400℃)，可耐較高工作壓力(<10MPa)。缺點(diǎn)：

要求被測(cè)介質(zhì)潔凈；適用于粘度大的液體測(cè)量。電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)工作原理電磁流量計(jì)是一種應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的流量計(jì)，其傳感器主要由內(nèi)襯絕緣材料的測(cè)量管，穿通測(cè)量管壁安裝的一對(duì)電極和用以產(chǎn)生工作磁場(chǎng)的一對(duì)線圈及鐵芯組成。當(dāng)導(dǎo)電流體流經(jīng)傳感器測(cè)量管時(shí)，在電極上將感應(yīng)與流體平均流速成正比的電壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換器放大處理，直接顯示流量及總量并可輸出模擬、數(shù)字信號(hào)。電磁流量計(jì)示意圖電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量導(dǎo)管中無阻力件，壓力損失極??；其流速測(cè)量范圍寬，為0.5~10m/s；范圍度可達(dá)10:1；流量計(jì)的口徑可從幾毫米到幾米以上；流量計(jì)的精度0.5-1.5級(jí)；儀表反應(yīng)快，流動(dòng)狀態(tài)對(duì)示值影響小缺點(diǎn)：對(duì)測(cè)量導(dǎo)電流體的電導(dǎo)率有要求，不能測(cè)量氣體、蒸汽和電導(dǎo)率低的石油流量。超聲波流量計(jì)超聲流量計(jì)超聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束(或超聲脈沖)的作用以測(cè)量流量的儀表。根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理超聲流量計(jì)可分為傳播速度差法(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：不受電率、壓力、溫度以及粘度的影響；與介質(zhì)不接觸，尤其適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量；安裝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低；可在現(xiàn)有管道上安裝，無需切斷工藝管道，管徑適用廣泛；無撓流件，不限流、無需縮徑；缺點(diǎn)：超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜；需要滿管操作；渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)的原理：在流量計(jì)管道中，設(shè)置一阻流件，當(dāng)流體流經(jīng)阻流件時(shí)，由于阻流件表面的阻流作用，流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯(cuò)排列的游渦。這些旋渦在阻流件的側(cè)后方分開，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。原理：鈍體產(chǎn)生的渦街脫落頻率與流速有一定的關(guān)系。渦街流量計(jì)原理示意圖渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

渦街流量計(jì)適用于氣體、液體和蒸汽介質(zhì)的流量測(cè)量，其測(cè)量幾乎不受流體參數(shù)（溫度、壓力、密度、粘度）變化的影響。渦街流量計(jì)在儀表內(nèi)部無可動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)；壓力損失??；輸出為頻率信號(hào)；有較寬的范圍度30:1；測(cè)量精度也比較高，為±0.5%~±1%。缺點(diǎn)：流體流速分布情況和脈動(dòng)情況將影響測(cè)量準(zhǔn)確度，旋渦發(fā)生體被沾污也會(huì)引起誤差。質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)(目前使用比較廣泛)

簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)，利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測(cè)量原理?？剖狭α髁坑?jì)由檢測(cè)科里奧利力的傳感器與轉(zhuǎn)換器組成。質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)原理傳感器測(cè)量主體為一根U形管，U形管的兩個(gè)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(dòng)，振動(dòng)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(dòng)的同時(shí)又隨管道作垂直運(yùn)動(dòng)，此時(shí)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形管兩側(cè)的流動(dòng)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(gè)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(shí)間差也與流體質(zhì)量流量相關(guān)。質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：具有準(zhǔn)確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動(dòng)部件；可直接測(cè)得質(zhì)量流量信號(hào)，不受被測(cè)介質(zhì)物理參數(shù)的影響，精度較高；可以測(cè)量多種液體和漿液，也可以用于多相流測(cè)量；不受管內(nèi)流態(tài)影響，因此對(duì)流量計(jì)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(diǎn)漂移，管路的振動(dòng)會(huì)影響其測(cè)量缺點(diǎn)：不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制會(huì)顯著著影響測(cè)量值。對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流量傳感器安裝固定要求較高。不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm以下。價(jià)格昂貴。國(guó)外價(jià)格5000～10000美元一套，約為同口徑電磁流量計(jì)的2～5倍；靶式流量計(jì)靶式流量計(jì)

原理在管流中垂直于流動(dòng)方向安裝一圓盤形阻擋件，稱之為“靶”。流體經(jīng)過時(shí)，由于受阻將對(duì)靶產(chǎn)生作用力，此作用力與流速之間存在著一定關(guān)系。通過測(cè)量靶所受作用力，可以求出流體流量。靶式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：靶式流量計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，不易堵塞，適于測(cè)量高粘度、高臟污及有懸浮固體顆粒介質(zhì)的流量。缺點(diǎn)

壓力損失大，測(cè)量精度不太高。目前靶式流量計(jì)的配用管徑為15~200mm系列，正常情況下測(cè)量精確度可達(dá)±1%，范圍度為3:1。總結(jié)總之沒有一種所謂完美的流量計(jì)，能應(yīng)用任何工況。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要針對(duì)于特定的工況，找出并使用對(duì)該工況最適宜的流量計(jì)，以滿足工程的需要。主要廠商國(guó)產(chǎn)：太航儀表、大連中隆儀表、西安東風(fēng)機(jī)電進(jìn)口艾默生EMERSON（包括子品牌：羅斯蒙特電磁、羅斯蒙特渦街流量計(jì)、羅斯蒙特孔板流量計(jì)、羅斯蒙特阿牛巴流量計(jì)、高