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流量檢測(cè)及儀表第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表1概述1.1流量的概念流量:是指流經(jīng)管道或設(shè)備某一截面的流體數(shù)量。1.瞬時(shí)流量:
單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量稱為瞬時(shí)流量??梢苑謩e用體積流量和質(zhì)量流量來表示。體積流量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過某一截面的流體體積,國(guó)際單位為m3/s,還常用m3/h、L/h等單位。體積流量可表示為
——截面A上的平均流速。一、概述
質(zhì)量流量:是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體質(zhì)量,國(guó)際單位為kg/s,還常用t/h、kg/h等單位。2.累計(jì)流量累積流量:是指一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某截面的流體數(shù)量的總和,也稱總量??捎皿w積和質(zhì)量來表示,即:測(cè)量流體流量的儀表一般叫流量計(jì);測(cè)量流體總量的儀表常稱為計(jì)量表。流量計(jì)的分類1.速度式流量計(jì)測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速,用過流面積換算成流量。例如差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量汁、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等。2.容積式流量計(jì)以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)量作為測(cè)量依據(jù)。例如橢圓齒輪流量計(jì)、活塞式流量計(jì)等。3.質(zhì)量流量計(jì)以測(cè)量流體流過的質(zhì)量為依據(jù),分直接式和間接式兩種。
直接式質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量。例如量熱式、角動(dòng)量式、陀螺式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計(jì)。
間接式質(zhì)量流量汁是用密度與容積流量經(jīng)過運(yùn)算求得質(zhì)量流量的。具有測(cè)量精度不受流體的溫度、壓力、粘度等變化影響的優(yōu)點(diǎn)。二、差壓式(節(jié)流式)流量計(jì)基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理,利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置(流動(dòng)阻力件)時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量。1-
節(jié)流元件;2-
導(dǎo)壓管路;3-
三閥組;4-
差壓計(jì)。
節(jié)流裝置用于產(chǎn)生壓力差;導(dǎo)壓管是連接節(jié)流裝置與差壓計(jì)的管線,用來傳導(dǎo)差壓信號(hào);差壓計(jì)用來測(cè)量壓差信號(hào),并把此壓差轉(zhuǎn)換成流量指示記錄下來。1.節(jié)流裝置的流量測(cè)量原理流體所具有的靜壓能和動(dòng)壓能,連同克服流動(dòng)阻力的能量損失,總和不變能量守恒??梢杂貌匠瘫硎井?dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí),流束將在節(jié)流件處形成局部收縮,因此,流體流速增加、動(dòng)壓能增加,其靜壓能下降,在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。工作原理由于流體流經(jīng)孔板時(shí),產(chǎn)生局部渦流損耗和摩擦阻力損失。在流束充分恢復(fù)后,靜壓力不能恢復(fù)到原來的數(shù)值。節(jié)流元件前后的靜壓差大小與流量有關(guān)。流量愈大,流束的收縮和動(dòng)、靜壓能的轉(zhuǎn)換也愈顯著,則產(chǎn)生的壓差也愈大。只要測(cè)得節(jié)流元件前后的靜壓差大小,即可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。節(jié)流元件附近流速和壓力分布情況壓差影響因素: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)。流量基本方程式根據(jù)流體的連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和流體力學(xué)的伯努利方程(能量守恒定律),可以推導(dǎo)出流量與壓差之間的流量方程式,即體積流量質(zhì)量流量式中:
——流量系數(shù);
C——流出系數(shù)β——節(jié)流元件開孔直徑與工藝管道之比
——流束膨脹系數(shù);
d——節(jié)流裝置的開孔直徑,m2
——流體密度,kg/m3
Δр——節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差流量與壓力差的平方根成正比對(duì)于氣體、蒸汽等可壓縮流體,在經(jīng)過節(jié)流裝置時(shí)壓力的變化,使流體膨脹,密度變小,用流速膨脹校正系數(shù)系數(shù)ε對(duì)上式進(jìn)行修正對(duì)于實(shí)際流體,摩擦阻力損失及可壓縮性的影響,用流出系數(shù)c進(jìn)行修正。實(shí)用習(xí)慣單位:流量m3/h,開孔直徑mm,其它量單位不變,實(shí)用流量公式:2、差壓式流量計(jì)的組成歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛。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。測(cè)量對(duì)象:流體方面,單相、混相、潔凈、臟污;工作狀態(tài):常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫;管徑方面:從幾毫米到幾米;流動(dòng)條件:亞音速流、臨界流、脈動(dòng)流。顯示儀表3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置通常把ISO5167(GB/T2624-93)中所列節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,其它節(jié)流裝置稱為非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的差壓式流量計(jì),可直接投入使用,而不必進(jìn)行實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件為孔板、噴嘴和文丘里管;取壓方式為角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓。適用條件:工藝管道公稱直徑在50~1000mm之間。3、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)孔板孔板是一塊具有與管道同心圓形開孔的圓板,迎流一側(cè)是有銳利直角入口邊緣的圓筒形孔,順流的出口呈擴(kuò)散的錐形。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,價(jià)格便宜。壓力損失較大,測(cè)量精度較低,只適用于潔凈流體介質(zhì),測(cè)量大管徑高溫高壓介質(zhì)時(shí),孔板易變形。標(biāo)準(zhǔn)孔板
標(biāo)準(zhǔn)噴嘴
是一個(gè)以管道喉部開孔軸線為中心線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體??捎糜跍y(cè)量溫度和壓力較高的蒸汽、氣體和帶雜質(zhì)的液體流量。測(cè)量精度較孔板高,加工難度大,價(jià)格高,壓損略小于孔板。要求工藝管徑D不超過500mm。(a)ISA1932噴嘴(b)長(zhǎng)頸噴嘴圖4.4標(biāo)準(zhǔn)噴嘴3、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)噴嘴標(biāo)準(zhǔn)文丘里管
壓損較孔板和噴嘴都小,有較高的測(cè)量精度,對(duì)流體中的懸浮物不敏感,可測(cè)量有懸浮固體顆粒的液體,適合大流量氣體流量測(cè)量。但尺寸大,制造困難、價(jià)格昂貴,不適用于200mm以下管徑的流量測(cè)量,工業(yè)應(yīng)用較少。圖4.5經(jīng)典文丘利管3、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置文丘里管4、節(jié)流裝置的取壓方式根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置可將取壓方式分為理論取壓、角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓與損失取壓等五種:角接取壓取壓點(diǎn)分別位于節(jié)流元件前后端面處。適用于孔板和噴嘴兩種節(jié)流裝置。它又分為環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓兩種方法。法蘭取壓在距節(jié)流元件前后端面各1英寸(25.4mm)的位置上垂直鉆孔取壓,僅適用于孔板。法蘭取壓法結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,容易裝配,計(jì)算也方便,但精度較角接取壓法低些。4、節(jié)流裝置的取壓方式徑距取壓(D-D/2取壓)在距節(jié)流元件前端面1D、后端面D/2處的管道上鉆孔取壓。適用于孔板和噴嘴。4、節(jié)流裝置的取壓方式5差壓式流量計(jì)的安裝
節(jié)流件上下游側(cè)直管段長(zhǎng)度的要求安裝節(jié)流元件的管道應(yīng)該是直的,截面為圓形;管道內(nèi)壁應(yīng)潔凈;節(jié)流元件前后要有足夠長(zhǎng)直管段長(zhǎng)度,以使流體穩(wěn)定流動(dòng),一般上游側(cè)直管段在10D-50D之間,下游側(cè)直管段在5D-8D之間。節(jié)流件的安裝要求安裝節(jié)流件時(shí)必須注意它的方向性,不能裝反。節(jié)流件安裝在管道中時(shí),要保證其前端面與管道軸線垂直,偏差不超過1°;還要保證其孔中心軸與管道同軸,不同心度不應(yīng)超過0.015D(1/β-1)。5差壓式流量計(jì)的安裝其他注意事項(xiàng)密封墊片,在夾緊后不得突入管道內(nèi)壁。引壓管路應(yīng)按最短距離敷設(shè),一般總長(zhǎng)度不超過50m,管徑10~18mm。取壓位置:測(cè)量液體時(shí)取壓點(diǎn)在下方;測(cè)量氣體時(shí)取壓點(diǎn)在上方;測(cè)量蒸汽時(shí),取壓點(diǎn)在中心水平位置。引壓管沿水平方向敷設(shè)時(shí),應(yīng)有大于1:10的傾斜度,以便排出氣體(對(duì)液體介質(zhì))或凝液(對(duì)氣體介質(zhì))。引壓管應(yīng)帶有切斷閥、排污閥、集氣器、集液器、凝液器等必要附件,以備與被測(cè)管路隔離維修和沖洗排污用。6.差壓式流量計(jì)的應(yīng)用
差壓式流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、測(cè)量范圍廣的特點(diǎn)。不足之處是測(cè)量精度不高,測(cè)量范圍較窄(量程比3:1~4:1),要求直管段長(zhǎng),壓力損失較大,刻度為非線性。使用時(shí)應(yīng)注意的問題:①應(yīng)考慮流量計(jì)使用范圍。②被測(cè)流體的實(shí)際工作狀態(tài)(溫度、壓力)和流體性質(zhì)(重度、粘度、雷諾數(shù)等)應(yīng)與設(shè)計(jì)時(shí)一致,否則會(huì)造成實(shí)際流量值與指示流量值間的誤差③使用中要保持節(jié)流裝置的清潔。④節(jié)流裝置尤其是孔板,其入口邊緣會(huì)由于磨損和腐蝕而變鈍,引起儀表示值偏低。故應(yīng)及時(shí)檢查。⑤引壓管路接至差壓計(jì)之前,必須安裝三閥組,以便差壓計(jì)的回零檢查及引壓管路沖洗排污用。組成:錐形管、轉(zhuǎn)子測(cè)量原理:定壓降,變節(jié)流面積轉(zhuǎn)子在錐形管中的平衡位置的高低與被測(cè)介質(zhì)的流量大小相對(duì)應(yīng)。又名浮子流量計(jì),測(cè)量本體由一根自下向上擴(kuò)大垂直安裝的錐管和一只可以沿著錐管的軸向自由移動(dòng)的浮子組成,流體自下而上流經(jīng)錐形管.如圖所示.轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作直觀可靠、壓力損失小、維修方便等特點(diǎn),成為工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室常用的一種流量計(jì)。三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)被測(cè)流體由錐管下部進(jìn)入上部流出。當(dāng)流體穩(wěn)定地流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙時(shí),轉(zhuǎn)子受重力G、流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力F1、粘滯摩擦力作用由于轉(zhuǎn)子的節(jié)流作用產(chǎn)生的靜壓差的作用力和流體對(duì)轉(zhuǎn)子的沖擊力(動(dòng)壓力)F2的作用,如若忽略流體對(duì)轉(zhuǎn)子的粘滯摩擦力,則轉(zhuǎn)子在穩(wěn)定流量下受力平衡:如果被測(cè)流體的流量增大,即流速v
增大時(shí),流體作用力
F2
隨之增大,轉(zhuǎn)子受力失去平衡。轉(zhuǎn)子在向上的合力作用下上升。1.測(cè)量原理1.測(cè)量原理隨著轉(zhuǎn)子位置的升高,環(huán)形流通面積增大,v逐漸減小,F(xiàn)2減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子升高到某一高度,使作用在轉(zhuǎn)子上的作用力再次平衡時(shí),轉(zhuǎn)子會(huì)在新的位置上穩(wěn)定下來。流量減小時(shí)情況相反,轉(zhuǎn)子位置降低。當(dāng)流量發(fā)生變化時(shí),轉(zhuǎn)子進(jìn)行位置調(diào)整,使流體的流通面積改變,維持流速不變,其轉(zhuǎn)子高度隨之變化。因此由轉(zhuǎn)子位置高度即可確定流量。φ—儀表常數(shù)g—重力加速度;ρt—轉(zhuǎn)子的密度;A—轉(zhuǎn)子的最大橫截面積ρf—被測(cè)流體的密度;h—轉(zhuǎn)子浮起的高度;V—轉(zhuǎn)子的體積;
2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)類型
按錐管材料可分為:玻璃錐管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,使用方便,但玻璃強(qiáng)度低、耐壓低,玻璃管易碎,多用于常溫、常壓、透明流體的就地指示,不宜制成電遠(yuǎn)傳式.金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)的外形結(jié)構(gòu)圖
2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)類型
金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)大體都由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器由錐形管和轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)換器有就地指示和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出兩大類型。傳感器和轉(zhuǎn)換器之間采用的是磁耦合的方式,將轉(zhuǎn)子位置傳送到轉(zhuǎn)換器上。電遠(yuǎn)傳型金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)普遍采用差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)。當(dāng)被測(cè)流體自下向上流過錐形管時(shí),轉(zhuǎn)子2的高度通過內(nèi)外磁鋼4、5的磁性耦合方式,將轉(zhuǎn)子的位移傳給轉(zhuǎn)換部分,使杠桿7偏轉(zhuǎn),經(jīng)四連桿機(jī)構(gòu)9、10、11帶動(dòng)指針12偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度,在流量刻度盤上現(xiàn)場(chǎng)指示流量大小。同時(shí),轉(zhuǎn)子位移通過第二套四連桿機(jī)構(gòu)13、14、15帶動(dòng)鐵芯16相對(duì)差動(dòng)變壓器17產(chǎn)生位移,差動(dòng)變壓器所感應(yīng)的差動(dòng)電勢(shì)送至電轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出,由配套儀表進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)流量的顯示、記錄、累積。
2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)類型
對(duì)于選定的流量計(jì)和一定的被測(cè)流體,流量大小就與轉(zhuǎn)子在錐形管中的平衡位置高度成線性正比關(guān)系。轉(zhuǎn)子流量計(jì)則特別適合于測(cè)量管徑50mm以下管道的小流量測(cè)量。測(cè)量的流量可小到每小時(shí)幾升。對(duì)上游直管段長(zhǎng)度要求較低;流量范圍度較寬,一般為10:1;壓損較低;基本誤差約為儀表量程的±1~2%,測(cè)量精度受被測(cè)流體密度和粘度影響,精度不高;一旦實(shí)際被測(cè)流體的密度和粘度與廠家標(biāo)定介質(zhì)的情況不同,就應(yīng)對(duì)流量指示值進(jìn)行修正。3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)
轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示流量與被測(cè)流體的密度及流量系數(shù)有關(guān)。流量計(jì)生產(chǎn)廠家為了方便成批生產(chǎn),其所提供的液體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量刻度值是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃,101.325kPa)下用水進(jìn)行標(biāo)定的,而氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量刻度是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下用空氣標(biāo)定的。因此,如果被測(cè)介質(zhì)不是水或空氣,或工作狀態(tài)不是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,則必須對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量指示值進(jìn)行修正。4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示值的修正4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示值修正1、液體流量測(cè)量時(shí)的修正:介質(zhì)密度修正。
基本公式:用水標(biāo)定:被測(cè)介質(zhì)的粘度和水相差不大時(shí),可認(rèn)為是常數(shù)。則有:(1)(2)(1)式除以(2),整理后可得:KQ為體積流量密度修正系數(shù)。2.氣體流量測(cè)量時(shí)的修正:介質(zhì)密度、溫度、壓力的修正。,P,T:密度,壓力,絕對(duì)溫度。下標(biāo)為0:對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣。下標(biāo)為1:被測(cè)的氣體介質(zhì)。4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示值修正1.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝①若介質(zhì)中含有固體雜質(zhì),應(yīng)在表前加裝過濾器;若介質(zhì)中含鐵磁性物質(zhì),應(yīng)在表前入口處安裝磁過濾器。②若流體為不穩(wěn)定的脈動(dòng)流,為防止轉(zhuǎn)子慣性造成指示振蕩,可選用轉(zhuǎn)子導(dǎo)桿上帶阻尼器的轉(zhuǎn)子流量計(jì)。③若工藝上不允許流量中斷,安裝流量計(jì)時(shí)應(yīng)加設(shè)截止閥和旁通管路以便儀表維護(hù)。④管路中有調(diào)節(jié)閥時(shí),調(diào)節(jié)閥一般應(yīng)安裝在轉(zhuǎn)子流量計(jì)的下游。另外,調(diào)節(jié)流量時(shí)不宜采用電磁閥等速開閥門,否則閥門迅速開啟時(shí),轉(zhuǎn)子就會(huì)因驟然失去平衡而沖到頂部,損壞轉(zhuǎn)子或錐管。⑤轉(zhuǎn)子流量計(jì)要求垂直安裝,流量計(jì)中心線與鉛垂線的夾角最多不應(yīng)超過5°,否則會(huì)帶來測(cè)量誤差。⑥轉(zhuǎn)子流量計(jì)對(duì)直管段長(zhǎng)度要求不高。一般上游側(cè)≥5D,下游側(cè)≥250mm5.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝與應(yīng)用
2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的應(yīng)用①為保證測(cè)量精度,被測(cè)流體的正常流量值最好選在流量計(jì)上限刻度的1/3--2/3范圍內(nèi)。②搬動(dòng)儀表時(shí),應(yīng)將轉(zhuǎn)子頂住,以免轉(zhuǎn)子將玻璃管打碎。③轉(zhuǎn)子流量計(jì)開啟時(shí),應(yīng)緩慢地打開流量計(jì)前后的截止閥,防止急開急關(guān)造成水擊而損壞玻璃錐管。④當(dāng)錐管和轉(zhuǎn)子受到污染時(shí),應(yīng)及時(shí)清洗,以免影響測(cè)量精度。⑤被測(cè)流體溫度若高于70℃時(shí),應(yīng)在流量計(jì)外側(cè)安裝保護(hù)套,以防玻璃管驟冷破裂濺液傷人。⑥被測(cè)流體的狀態(tài)參數(shù)與流量計(jì)標(biāo)定時(shí)的狀態(tài)不同時(shí),須對(duì)示值修正。5.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝與應(yīng)用
四、電磁流量計(jì)1、測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)原理制成的一種流量計(jì),用于測(cè)量導(dǎo)電液體(如工業(yè)污水、酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì))與漿液的體積流量。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道,當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以平均流速v流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電流體就切割磁力線。B、D、v三者互相垂直,在兩電極之間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為四、電磁流量計(jì)1、測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)基于電磁感應(yīng)定律穩(wěn)恒磁場(chǎng)條件下,感應(yīng)電勢(shì)與流速成正比。而與流體的物性和工作狀態(tài)無關(guān)。四、電磁流量計(jì)2.類型
電磁流量計(jì)按結(jié)構(gòu)形式可分一體式和分體式兩種,均由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器安裝在工藝管道上感受流量信號(hào)。轉(zhuǎn)換器用于將傳感器輸出的毫伏級(jí)電勢(shì)信號(hào)進(jìn)行處理與放大,并轉(zhuǎn)換成與被測(cè)流體體積流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)、電壓或頻率信號(hào)輸出。
四、電磁流量計(jì)分體式流量計(jì)的傳感器和轉(zhuǎn)換器分開安裝,轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。一體式電磁流量計(jì),可就地顯示、信號(hào)遠(yuǎn)傳、無勵(lì)磁電纜和信號(hào)電纜布線,接線簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜?,F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件較好時(shí)可選用一體式電磁流量計(jì)。
一體式(夾裝)(b)分體式(法蘭安裝)電磁流量計(jì)外形圖四、電磁流量計(jì)
3.電磁流量傳感器的結(jié)構(gòu)電磁流量傳感器由測(cè)量管組件、磁路系統(tǒng)、電極等部分組成,如圖所示,測(cè)量管上下裝有勵(lì)磁線圈,通以勵(lì)磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管。一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸,引出感應(yīng)電勢(shì)。電磁流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖1—下蓋;2—內(nèi)襯管;3—連接法蘭;4—?jiǎng)?lì)磁線圈;5—上蓋;6—測(cè)量管;7-磁軛;8-電極3.電磁流量計(jì)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無活動(dòng)部件及插入管道的阻流件,幾乎無附加壓損,直管段要求低;電磁流量計(jì)的口徑范圍比其他品種流量?jī)x表寬,對(duì)要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合;測(cè)量結(jié)果不受流體物性及溫度、壓力、粘度等外界因素的影響,因此只需經(jīng)水標(biāo)定后,就可用來測(cè)量其它導(dǎo)電液體的流量;準(zhǔn)確度高,約為0.5-1.5級(jí);適于導(dǎo)電液體流量的測(cè)量,尤其適用于臟污流體、腐蝕性流體及含固體顆粒和懸浮物的液固兩相流體。電磁流量計(jì)的輸出與流量呈線性關(guān)系,設(shè)計(jì)沒有機(jī)械慣性,所以反應(yīng)靈敏,可測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量,也可測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量。3.電磁流量計(jì)的特點(diǎn)缺點(diǎn):只能用來測(cè)量導(dǎo)電液體的流量;不能用于氣體、蒸汽及石油制品的流量;測(cè)量受內(nèi)襯和電氣絕緣材料的限制,不能用于測(cè)量高溫液體;易受電磁干擾影響;流速測(cè)量下限有一定限度;工作壓力受到限制;結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜,成本較高。1.電磁流量計(jì)的安裝測(cè)量管與工藝管道同軸,并保證測(cè)量管內(nèi)始終充滿液體;遠(yuǎn)離大功率強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備安裝;加設(shè)旁通管路;傳感器的測(cè)量管、外殼、引線的屏蔽線以及傳感器兩端的管道都必須可靠接地,使液體、傳感器和轉(zhuǎn)換器具有相同的零電位;
2.電磁流量計(jì)的使用磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;被測(cè)液體是非磁性的;被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。3.電磁流量計(jì)的安裝使用五、渦輪流量計(jì)1、工作原理與結(jié)構(gòu)
當(dāng)流體流經(jīng)用高導(dǎo)磁系數(shù)的不銹鋼材料制成的渦輪時(shí),由于流體的沖擊作用,將使渦輪發(fā)生旋轉(zhuǎn),在—定范圍內(nèi),渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的平均流速成正比,通過磁電轉(zhuǎn)換裝置將渦輪轉(zhuǎn)速變成電脈沖信號(hào),可推導(dǎo)出被測(cè)流體的瞬時(shí)流量和累積流量。特點(diǎn)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;結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護(hù)方便;其測(cè)量精度高,復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性均好;量程范圍寬,量程比可達(dá)(10~20):1,刻度線性;耐高壓,壓力損失;對(duì)流量變化反應(yīng)迅速,可測(cè)脈動(dòng)流量;抗干擾能力強(qiáng),難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性,需要定期校驗(yàn)。對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高,流體物性(密度、粘度)對(duì)儀表特性有較大影響。傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長(zhǎng)的直管段制造困難,成本高。
通常渦輪流量計(jì)主要用于量精度要求高、流量變化快的場(chǎng)合,還用作標(biāo)定其他流量的標(biāo)準(zhǔn)儀表。
當(dāng)超聲波在流體中傳播時(shí),會(huì)載帶流體流速的信息。因此,根據(jù)對(duì)接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,可以檢測(cè)到流體的流速,進(jìn)而可以得到流量值。傳播速度差法的基本原理為:測(cè)量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過程中的速度之差來得到到被測(cè)流體的流速。根據(jù)測(cè)量的物理量的不同,可以分為時(shí)差法(測(cè)量順、逆流傳播時(shí)由于超聲波傳播速度不同而引起的時(shí)間差)、相差法(測(cè)量超聲波在順、逆流中傳播的相位差)、頻差法(測(cè)量順、逆流情況下超聲脈沖的循環(huán)頻率差)。六、超聲波流量計(jì)六、超聲波流量計(jì) 1.時(shí)差式超聲波流量計(jì)聲波在流體中傳播,順流方向聲波的傳播速度會(huì)增大,逆流方向聲波的傳播速度則會(huì)減小,相同的傳播距離在順流和逆流時(shí)會(huì)有不同的傳播時(shí)間。時(shí)差式超聲波流量計(jì)正是利用超聲波在流體中順流和逆流傳播的時(shí)間差與流體流速成正比這一原理來測(cè)量流體流量的。圖4.80時(shí)差式超聲波流量計(jì)的原理示意圖1.時(shí)差式超聲波流量計(jì)在管道中斜裝一對(duì)超聲波換能器,超聲波的傳播聲程為A、B換能器之間的距離。換能器A向換能器B順流方向發(fā)射超聲波信號(hào),傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之和,則傳播時(shí)間為
反之,換能器B向換能器A逆流方向發(fā)射超聲波信號(hào),傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之差,則傳播時(shí)間為
c:超聲波在靜止介質(zhì)中的傳播速度,其值隨介質(zhì)不同而不同;v:流體沿超聲波傳播途徑上的線平均流速;θ:超聲波傳播方向與流體流動(dòng)方向之間的夾角;D:管道內(nèi)徑。1.時(shí)差式超聲波流量計(jì)時(shí)差式超聲波流量計(jì)主要用來測(cè)量潔凈的流體流量,還可以測(cè)量雜質(zhì)含量不高(雜質(zhì)含量小于10g/L,粒徑小于1mm)的均勻流體,如污水等介質(zhì)的流量,但不能測(cè)量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體。在懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號(hào)嚴(yán)重衰減而不能測(cè)量時(shí),有時(shí)可以試降低換能器頻率,予以解決。而且精度可達(dá)±1%。
多普勒法多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理確定流體流量的.多普勒效應(yīng)是當(dāng)聲源和目標(biāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),會(huì)引起聲波在頻率上的變化,這種頻率變化正比于運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)和靜止的換能器之間的相對(duì)速度。2.多普勒式超聲波流量計(jì)多普勒式超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理:發(fā)射換能器向流體發(fā)出頻率為的連續(xù)超聲波,受到懸浮在流體中隨流體移動(dòng)的固體顆?;驓馀萆⑸鋾r(shí),接收到的反射聲波與發(fā)射聲波之間存在頻率差,由聲學(xué)上的多普勒效應(yīng)理論推知該頻率差正比于流體流速,因此測(cè)量頻率差即可求得流速和體積流量,這就是多普勒超聲波流量計(jì)測(cè)量流量的工作原理。
——聲波由聲楔進(jìn)入流體的入射角;
c0——聲楔材料中的聲速;
A——管道內(nèi)橫截面積;
k——流速分布修正系數(shù)。因此,被測(cè)流體必須是含有一定數(shù)量能夠反射聲波的固體顆?;驓馀莸鹊膬上嘟橘|(zhì),以便獲得足夠強(qiáng)度的信號(hào)使儀表正常工作。2.多普勒式超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)的選擇條件傳播時(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3.結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)及應(yīng)用
超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)由安裝在測(cè)量管道上的傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。超聲波流量計(jì)有分體式和一體式兩種。傳感器的安裝方式有插入式、管段式、外夾式三種型式。安裝外夾式傳感器無需管道斷流,即夾即用,安裝方便。管段式超聲波傳感器把傳感和測(cè)量管組成一體,而且測(cè)量精度高。插入式傳感器測(cè)量不受管質(zhì)和管襯材料的限制,但安裝麻煩。
(a)插入式傳感器(b)外夾式傳感器(c)管段式傳感器(d)一體式流量計(jì)圖4.82超聲波流量計(jì)的類型超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)①無可動(dòng)部件,
無壓力損失。用于大口徑流量測(cè)量。②外夾式安裝,非接觸測(cè)量,可用于其它類型儀表所難以測(cè)量的強(qiáng)腐蝕性、放射性、高壓、高粘度、易燃易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問題,一臺(tái)儀表可適應(yīng)多種管徑測(cè)量和多種流量范圍測(cè)量。③檢測(cè)件的維修更換方便,安裝和維修時(shí)不影響生產(chǎn)。④既可測(cè)液體,也可測(cè)氣體及非導(dǎo)電性流體。⑤對(duì)于中小管道來說,超聲波流量計(jì)價(jià)格偏高。超聲波流量計(jì)的安裝與應(yīng)用
使用時(shí)使測(cè)量管始終充滿流體;需定期維護(hù)清理探頭;時(shí)差式超聲波流量計(jì)只能用于清潔流體,多普勒式超聲波流量計(jì)適于測(cè)量含有一定數(shù)量的顆粒或氣泡的流體,但臟污太重,均不可測(cè)量。3.結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)及應(yīng)用七、漩渦(渦街)流量計(jì)1、測(cè)量原理:基于流體力學(xué)中的卡門渦街原理當(dāng)雷諾數(shù)達(dá)到—定的數(shù)值時(shí),會(huì)在柱狀物的下游處產(chǎn)生如圖所示的兩列平行狀、并且上下交替出現(xiàn)的漩渦。當(dāng)h/l=0.281時(shí),非對(duì)稱的漩渦列就能保持穩(wěn)定。漩渦頻率f與流速u及漩渦發(fā)生體的寬度d關(guān)系:f=Stu/d特點(diǎn):精度高,應(yīng)用范圍廣,使用壽命長(zhǎng)。漩渦流量計(jì)基于流體振蕩原理工作,即在一定的流動(dòng)條件下,部分流體產(chǎn)生振動(dòng),且振動(dòng)頻率與流體流量成正比關(guān)系。將該振動(dòng)頻率信號(hào)輸出,經(jīng)轉(zhuǎn)換就可得到被測(cè)流量。該流量計(jì)無機(jī)械可動(dòng)部件,安裝維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低。按工作原理分流體自然振蕩型和流體強(qiáng)迫振蕩型兩種。前者稱渦街流量計(jì);后者稱旋進(jìn)漩渦流量計(jì)。七、漩渦流量計(jì)1.渦街流量計(jì)測(cè)量原理基于流體力學(xué)中“卡門渦街”原理。在流體中垂直于流向放置一根非流線型柱狀物體(如圓柱、三角柱或T形柱等)作為漩渦發(fā)生體。當(dāng)流體流速足夠大時(shí),流體會(huì)在漩渦發(fā)生體的下游兩側(cè)交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦,像這樣兩列平行的不對(duì)稱的交替漩渦列稱為卡門渦街??ㄩT渦街由于漩渦之間相互影響,漩渦列一般是不穩(wěn)定的。實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)兩列漩渦之間的距離h與同列的兩個(gè)漩渦之間的距離l滿足h/l=0.281的關(guān)系時(shí),卡門渦街才是穩(wěn)定的。此時(shí)所產(chǎn)生的單列漩渦的頻率f和旋渦發(fā)生體兩側(cè)流體的平均速度v1及漩渦發(fā)生體的寬度d之間存在如下關(guān)系v1——漩渦發(fā)生體兩側(cè)流體的平均流速,m/s;d——漩渦發(fā)生體迎流面最大寬度,m;f——單列漩渦的頻率,即單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的單列漩渦的個(gè)數(shù),Hz;St——斯特羅哈爾數(shù),無量綱。當(dāng)漩渦發(fā)生體幾何形狀確定時(shí),St只與雷諾數(shù)有關(guān)。若管道內(nèi)流體的雷諾數(shù)Re能保持在2×104至7×106范圍內(nèi),St便近似一個(gè)常數(shù),三角柱St=0.16,圓柱體St=0.201.渦街流量計(jì)K——流量系數(shù)。流體雷諾數(shù)Re在一定范圍內(nèi)時(shí),
K為一常數(shù),不受流體的壓力、溫度、粘度、密度、成分的影響,用水標(biāo)定的儀表用于空氣,儀表系數(shù)僅相差0.5%,誤差不是很明顯。若管道內(nèi)徑為D,流體在管道內(nèi)的平均流速為v,對(duì)直徑為d的圓柱形漩渦發(fā)生體,當(dāng)時(shí),近似有1.渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)渦街流量計(jì)通常由檢測(cè)器和轉(zhuǎn)換器組成。檢測(cè)器包括漩渦發(fā)生體、檢測(cè)元件、殼體等。漩渦發(fā)生體一般采用不銹鋼材料制成,按柱形可分為圓柱、三角柱、梯形柱、T形柱、矩形柱等;單體三角柱形漩渦發(fā)生體應(yīng)用最廣泛。1.渦街流量計(jì)(a)單體漩渦發(fā)生體(b)多體漩渦發(fā)生體漩渦發(fā)生體基本形狀1.渦街流量計(jì)漩渦頻率檢出元件及方法1.渦街流量計(jì)旋渦在圓柱體下游側(cè)產(chǎn)生,出于升力作用,使得圓柱體下方的壓力比上方高一些,圓柱體下方的流體在上下壓力差的作用下,從圓柱體下方導(dǎo)壓孔進(jìn)入空腔,通過隔板中央部分的小孔,流過鉑電阻絲,從上方導(dǎo)壓孔流出。如果將鉑電阻絲加熱到高于流體溫度的某溫度值,則當(dāng)流體流過鉑電阻絲時(shí),就會(huì)帶走熱量,改變其溫度,也即改變其電阻值。當(dāng)圓柱體上方產(chǎn)生一個(gè)旋渦時(shí),則流體從上導(dǎo)壓孔進(jìn)入,由下導(dǎo)壓孔流出,又一次通過鉑電阻絲,又改變一次它的電阻值。由此可知:電阻值變化與流動(dòng)變化相對(duì)應(yīng),也即與旋渦的頻率相對(duì)應(yīng)。
1.渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器由于檢測(cè)元件檢測(cè)到的電信號(hào)既微弱又含有不同成分的噪聲,所以必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換器把該信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形等處理,才能輸出與流量成比例的脈沖信號(hào)。對(duì)于流量顯示儀,還需轉(zhuǎn)換成4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。轉(zhuǎn)換器的原理框圖2旋進(jìn)漩渦流量計(jì)工作原理
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)是利用流體強(qiáng)迫振蕩原理制成。流體首先通過一組由固定螺旋形葉片組成的起旋器后被強(qiáng)迫旋轉(zhuǎn),形成一股具有漩進(jìn)中心的渦流。在收縮段由于節(jié)流作用,渦流的前進(jìn)速度和渦旋速度都逐漸加強(qiáng)。當(dāng)漩渦流體進(jìn)入到擴(kuò)張段時(shí),因管內(nèi)腔突然擴(kuò)大,流速急劇減少,流體的中心改為貼近擴(kuò)散段的壁面、圍繞著流量計(jì)的軸線作螺旋狀進(jìn)動(dòng)—漩進(jìn)。漩進(jìn)頻率與流速成正比,因而測(cè)得漩渦流的漩渦進(jìn)動(dòng)頻率即可得知被測(cè)體積流量值。實(shí)驗(yàn)證明,在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi):
qv——流體體積流量;f——漩渦進(jìn)動(dòng)頻率。K——旋進(jìn)漩渦流量計(jì)的儀表系數(shù)。結(jié)構(gòu)組成
旋進(jìn)漩渦流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。傳感器包括表體、起旋器、消旋器和檢測(cè)元件等。表體通常由不銹鋼或鑄鋁合金制成。起旋器具有特定角度的螺旋葉片,用以強(qiáng)迫流體產(chǎn)生漩渦流,由不銹鋼或合金鋼等耐磨材料制成。檢測(cè)元件由檢測(cè)元件一般采取接觸式檢測(cè),貼近壁面安裝在靠近擴(kuò)張段的喉部。消旋器用直葉片制成,固定在出口段,用于使流體平順地流出去,減少漩渦流對(duì)下游儀表性能的影響。轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換器把檢測(cè)元件輸出信號(hào)經(jīng)過電路處理轉(zhuǎn)換為脈沖方波信號(hào)或4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出2旋進(jìn)漩渦流量計(jì)漩渦流量計(jì)的特點(diǎn)①直接輸出與流量成正比的脈沖頻率信號(hào),適用于總量計(jì)量②管道內(nèi)無運(yùn)動(dòng)部件,無機(jī)械磨損,壓力損失較?、劢Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,安裝維護(hù)方便、費(fèi)用較低。④在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出頻率信號(hào)不受流體物性和成分變化的影響。⑤漩渦的穩(wěn)定性受流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流的影響,上游側(cè)必須有足夠長(zhǎng)的直管段,為保證測(cè)量精度必要時(shí)還應(yīng)在上游側(cè)加裝整流器。⑥渦街流量計(jì)不適用于低雷諾數(shù)的流量測(cè)量,在高粘度、低流速、大口徑情況下應(yīng)用受到限制⑦儀表口徑越大儀表系數(shù)越小,頻率分辨率越低,所以口徑不能過大⑧不適用于管內(nèi)有較嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)流以及管道產(chǎn)生振動(dòng)的場(chǎng)所容積式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)橢圓齒輪流量計(jì)由測(cè)量主體、聯(lián)軸耦合器、表頭三部分組成。測(cè)量部分由殼體及兩個(gè)相互嚙合的橢圓截面的齒輪構(gòu)成。在橢圓齒輪與殼體內(nèi)壁、上下蓋板間圍成的“月牙”形固定容積的空間“計(jì)量室”。圖4.24橢圓齒輪流量計(jì)1-表頭;2-聯(lián)軸耦合器;3-上蓋;4-測(cè)量主體;5-橢圓齒輪;6-軸八、橢圓齒輪式流量計(jì)檢測(cè)原理:它是使被測(cè)流體充滿具有一定容積的空間,流量計(jì)內(nèi)部有1~2個(gè)轉(zhuǎn)子,在流入口流體壓力作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),使流體從流入口流向流出口。設(shè)轉(zhuǎn)子與流量計(jì)殼體之間的容積已知,則通過測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,就可得知流體流經(jīng)流量計(jì)的流量;如果測(cè)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的次數(shù),就可獲得流體的總體積八、橢圓齒輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)與工作原理由于流體在流量計(jì)入、出口處的壓力P1
P2,當(dāng)A、B兩輪處于(a)所示位置時(shí),A輪與殼體間構(gòu)成容積固定的半月形測(cè)量室(圖中陰影部分),此時(shí)進(jìn)出口差壓作用于B輪上的合力矩為零,而在A輪上的合力矩不為零,產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩,使得A輪作順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),并帶動(dòng)B輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),測(cè)量室內(nèi)的流體排向出口;當(dāng)兩輪旋轉(zhuǎn)處于(b)位置時(shí),兩輪均為主動(dòng)輪;當(dāng)兩輪旋轉(zhuǎn)90
,處于(c)位置時(shí),轉(zhuǎn)子B與殼體之間構(gòu)成測(cè)量室,此時(shí),流體作用于A輪的合力矩為零,而作用于B輪的合力矩不為零,B輪帶動(dòng)A輪轉(zhuǎn)動(dòng),將測(cè)量室內(nèi)的流體排向出口。當(dāng)兩輪旋轉(zhuǎn)至180°時(shí),A、B兩輪重新回到位置(a)。如此周期地主從更換,兩橢圓齒輪作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)橢圓齒輪每旋轉(zhuǎn)一周時(shí),流量計(jì)將排出4個(gè)半月形(測(cè)量室)體積的流體。設(shè)測(cè)量室的容積為V,則橢圓齒輪每旋轉(zhuǎn)一周排出的流體體積為4V。流量公式:Q=4nV
其中:n-轉(zhuǎn)速
V-半月形(測(cè)量室)
體積2、容積式流量計(jì)的工作特性:與流體的粘度、密度以及工作溫度、壓力等因素有關(guān),相對(duì)來說,粘度的影響要大一些3、信號(hào)轉(zhuǎn)換:就地顯示遠(yuǎn)傳顯示4、容積式流量計(jì)的工作特點(diǎn): 精度高,可達(dá)0.2~0.5%,用于企業(yè)管理和商品銷售。主要測(cè)高粘度流體(例如重油、聚乙烯醇、樹脂等),甚至糊狀物的流量,測(cè)總流量。量程比10:1。對(duì)直管段無要求。小流量時(shí)泄漏大,使讀數(shù)偏低。被測(cè)流體要求清潔,不能含固體顆粒,入口端應(yīng)加過濾器,否則易堵或磨損。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工困難,成本高八、橢圓齒輪式流量計(jì)九、腰輪流量計(jì)1.組成與原理其測(cè)量部分由殼體及一對(duì)表面光滑無齒的腰輪構(gòu)成,在腰輪與殼體、上下蓋板內(nèi)壁之間形成“計(jì)量室”。由于腰輪的縮腰形狀與橢圓齒輪鼓腰形狀相反,相同直徑下,腰輪流量計(jì)圍成的計(jì)量室空間比橢圓齒輪流量計(jì)的要大,其儀表體積相對(duì)較小。
腰輪流量計(jì)測(cè)量主體結(jié)構(gòu)示意圖1—?dú)んw;2—計(jì)量室;3—腰輪;6—上隔板;7—輸出軸;8—腰輪;9—入口;10—下隔板;12—驅(qū)動(dòng)齒輪;13—出口;15—表頭;17—計(jì)數(shù)器九、腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)工作過程示意圖1—?dú)んw;2—轉(zhuǎn)軸;3—驅(qū)動(dòng)齒輪;4—腰輪;5—計(jì)量室與橢圓齒輪流量計(jì)的原理基本相同,一對(duì)腰輪同樣是在進(jìn)、出口流體的壓力差作用下,交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩而連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的。不同處是兩個(gè)腰輪表面光滑無齒,因此它們之間不是直接相互嚙合驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的,通過固定在腰輪軸上的一對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)兩個(gè)腰輪相互驅(qū)動(dòng)的。腰輪每轉(zhuǎn)一周,流量計(jì)輸出四倍計(jì)量室體積的流體,被測(cè)流體的流量與腰輪轉(zhuǎn)數(shù)成正比,腰輪的轉(zhuǎn)數(shù)通過一定傳動(dòng)比的變速機(jī)構(gòu)傳給計(jì)數(shù)器,并通過計(jì)數(shù)器的累計(jì)值顯示某段時(shí)間內(nèi)被測(cè)流體的累積體積流量。腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)類型腰輪流量計(jì)主要由殼體、腰輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、磁性耦合聯(lián)軸器、精度修正器、計(jì)數(shù)器等組成。其流量信號(hào)的顯示以機(jī)械計(jì)數(shù)器就地顯示累積流量為主,可另配光電式脈沖轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)輸出。LL型立式腰輪流量計(jì)5-磁性耦合聯(lián)軸器;6-徑向軸承;7-腰輪軸;8-中間隔板;9-止推軸承;11-機(jī)械計(jì)數(shù)器;12-傳動(dòng)齒輪箱;15-驅(qū)動(dòng)齒輪;16-腰輪九、腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)的特點(diǎn)腰輪流量計(jì)與橢圓齒輪流量計(jì)相比,體積小、流量范圍大、測(cè)量精度高。兩個(gè)腰輪間有微小間隙,對(duì)介質(zhì)清潔度要求低,允許流體含有微小顆粒。腰輪流量計(jì)精度可達(dá)0.2級(jí),口徑為15~300mm,測(cè)量范圍為2.5~1000m3/h。容積式流量計(jì)的安裝容積法測(cè)量流量受流體物性影響較小,故檢測(cè)精度較高。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工制造較困難,成本較高。安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離熱源,避免高溫環(huán)境;避開有腐蝕性氣體、多灰塵和潮濕的場(chǎng)所;使流體滿管流動(dòng);表前安裝過濾器和消氣器;加設(shè)旁通管路。容積式流量計(jì)安裝示意圖質(zhì)量流量計(jì)大多流量?jī)x表所能直接測(cè)得的均為體積流量。但生產(chǎn)中進(jìn)行產(chǎn)量計(jì)量交接、經(jīng)濟(jì)核算和產(chǎn)品儲(chǔ)存時(shí)希望直接測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量,而不是體積,因此能夠用來直接測(cè)量質(zhì)量流量的流量計(jì)在近些年得到了很快發(fā)展。質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)的類型
1.直接式質(zhì)量流量計(jì)直接式質(zhì)量流量計(jì)的輸出信號(hào)能直接反映流體的質(zhì)量流量。直接式質(zhì)量流量計(jì)又分差壓式、科里奧利式和熱式幾種,具有高準(zhǔn)確度、高重復(fù)性和高穩(wěn)定性特點(diǎn)。2.間接式質(zhì)量流量計(jì)(1)組合式可同時(shí)檢測(cè)流體的體積流量和密度ρ,或與密度有關(guān)的參數(shù),然后通過運(yùn)算單元計(jì)算出介質(zhì)的質(zhì)量流量信號(hào)輸出。(
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