流量测量流量计的测量原理和分类

流量测量流量计的测量原理和分类
流量测量流量计的测量原理和分类

流量计的测量原理和分类

作者:国电中自文章来源:本站原创点击数:870 更新时间:

2008-5-19 15:02:08

流量测量的原理和分类

1.流量测量原理可分为哪几类?

答:流量测量按照测量原理可分为以下几类:

⑴差压式流量计。包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。

⑵椭圆齿轮流量计。

⑶漩涡流量计。

⑷超声波流量计。

⑸靶式流量计。

⑹电磁流量计。

⑺涡轮流量计。

⑻均速管流量计。(阿纽巴流量计)

2.电容式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型)

答:电容式变送器的敏感元件为电容,当有差压输入时,连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移,改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路,转换成二线制输出的4~20mA直流信号。

3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么?

答:被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力,使平衡杠杆产生偏转,杠杆的偏转由检测放大器转换成4~20mA的直流电流输出,电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中,使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力,当作用力与反馈力达到平衡时,杠杆系统就停止偏转,此时的电流即为变送器输出电流,它与被测流量成正比。

4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为ST-3000智能变送器)

答:当被测差压作用到传感器上,其阻值即发生变化。阻值变化通过电桥转换成电信号,再经过模/数(A/D)变换器送入微处理器。同时,环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号,再经模/数(A/D)变换器送入微处理器。经微处理器运算处理后送至(D /A)变换器输出4~20mA的DC模拟信号或4~20mA的DC数字信号。

5.双波纹管流量计的工作原理是什么?

答:双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的,当正负压室产生差压后,处于正压室中的波纹管被压缩,填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管,从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动,使量程弹簧产生相应的拉伸,直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。此时,系统在新的位置上达到平衡,由连接轴产生的位移量,通过扭力管转换成输出转角,因其转角与差压成正比,故可用转角大小表示差压高低,用特定刻度盘就可以显示其流量。

6.椭圆齿轮流量计的工作原理是什么?

答:椭圆齿轮流量计是根据被测介质的能量来推动椭圆齿轮旋转,从而以齿轮的旋转排出介质的多少来测量流量的。

7.漩涡(涡街)流量计的工作原理是什么?

答:漩涡流量计是一种新型流量仪表,它由传感器及与其配套的显示仪表两部分组成。传感器包括旋涡发生体、感测器及信号处理系统三部分。旋涡发生体是核心,它是一非线形柱状物体(圆柱或三角柱等),垂直插在流体中,当流速大于一定值时,在柱状物体下游两侧将产生两排旋转方向相反、交替出现的漩流,这两排平行的涡流成为卡门涡街。一般情况下,柱状物后面产生的涡街是不稳定的,只有当涡街的距离H和旋涡间隔L之比为0.281时才稳定,此时旋涡的分离频率正比于流量值,旋涡频率由感测器检出,经放大、滤波整形等处理后,得到代表涡街的数字脉冲并送至配套的仪表,显示出瞬时流量或累计流量。

8.电磁流量计的工作原理是什么?

答:电磁流量变送器是由电磁流量传感器与电磁流量转换器组合而成的,电磁流量变送器测量流量的依据是法拉第电磁感应定律,它是在非限性管道中测量导电流体的平均流速,在工作管道的两侧有一对电磁铁,当励磁绕组通入交流电后,产生一个与工作管道相垂直的交变磁场,当导电液在管道内流动时并切割了磁力线,因此液体中产生了与流体平均速度成正比的电动势,这个电动势由装于导管壁上的一对电极输出,转换器将传感器检测得到的电压信号放大,并转换成4~

20mA的直流标准信号输出。

9.靶式流量计的工作原理是什么?

答:靶式流量计是一种节流变压降式流量计,它的工作原理为:在管道中同心地设置一圆形靶作为节流件,靶与管壁之间形成环行通流截面,流体在靶前后所形成的压差对靶形成一个推力,推力的大小与流体的动能(或流速大小)及靶面积的大小成正比。作用于靶上的推力通过杠杆系统转变为力矩送到力平衡变送器,由其转变为电流信号之后输出,以达到测量流量的目的。

10.简述靶式流量计工作过程。

答:在管道中装设一个“靶板”,靶板是一个圆钢片或圆钢球。当流体从管道中流过时,对靶作用一个冲击力,使靶产生位移带动主杠杆移动,通过支点传递给副杠杆带动反馈线圈位移,使位移检测铝片产生位移,经位移检测放大器将检测铝片的位移转换成4~20mA的直流电流信号。

11.超声波流量计的工作原理是什么?

答:超声波流量计的工作原理是:在流体中超声波向上游和下游的传播速度由于叠加了流体的流速而不相同,因此,可以根据超声波向上游、下游传播速度之差测得流体流速。测定流体流速的方法很多,主要有时间法、相位法或频率差法等方法。具体的测量方法如下:在管壁的斜对面固定两个超声波振子TR1、TR2,兼作为超声波的发送和接收元件。由一侧的振子产生的超声波脉冲穿过管壁-流体-管壁,被另一侧的振子接收,并转换成电脉冲,经放大后再用此电脉冲来激发

对面的发送振子,形成所谓的单环自激振荡。振荡周期由超声波在流体中的顺流传播速度决定,周期的倒数即为单环振荡频率f1。一定时间间隔以后,经切换电路使发送振子切换成接收振子,而接收振子切换成发送振子,单换振荡频率f2取决于超声波在逆流中的传播速度。由于f2和f1的差值Δf与管径方向的流体平均流速成线性关系,循环交替的测出f2和f1,通过运算电路可算得流量。

12.涡轮流量计的工作原理是什么?

答:涡轮流量计主要由涡轮、转速转换器(永久磁铁和感应线圈)等部分组成。当被测流体通过流量计时,冲击涡轮叶片,使涡轮旋转。周期性地改变检测线圈磁电回路的磁阻。由于通过线圈的磁通量发生周期性变化,使检测线圈产生与流量成正比的脉冲信号,经放大器放大后,送入显示仪表其瞬时流量。

13.均速管流量计(阿纽巴流量计)的工作原理是什么?

答:均速管流量计的工作原理为:通过管道某一截面的连续流体,其体积流量与在此截面上测得的动压的平方根成正比。

14.说明流量测量的意义。

答:在火力发电厂热力过程中,需要连续监视水、汽、煤的油等的流量或总量,其目的是多方面的。例如,为了进行经济核算需测量原煤或燃油量;为了控制燃烧,测量燃料和空气量是不可少的;而给水流量和蒸汽流量则是进行汽包水位三冲量调节不可缺少的。另外检测锅炉每小时的蒸发量及给水泵在额定压力下的给水流量,能判断该设备是否在最经济和安全的状况下运行。

15.流量测量仪表有哪几种?

答:⑴差压式流量计;

⑵速度式流量计;

⑶体积式流量计;

⑷恒压式流量计;

⑸动压式流量计;

⑹电磁流量计;

⑺靶式流量计。

16.已知节流件的计算公式为M=0.01251αoεγReβ2D2√h20ρ,说明式中每个符号的意义。

答:M=0.01251αoεγReβ2D2√h20ρ

式中M—质量流量,㎏/h;

αo—流量系数;

γRe—管道粗糙度修正系数;

β—节流件和管道的直径比;

D—管道内径,mm

h20—节流件前后的差压,用20℃时的毫米水柱或毫米汞柱高度表示。

ρ-工作状态下流体的密度,㎏/m3

ε-流速膨胀系数,对于液体,ε=1。

17.简述节流变压降流量计的测量原理,并写出体积流量基本计算公式。

答:在流体管道内,加一个孔径较小的节流件,当流体通过节流件时,产生局部收缩,部分内能转化为动能,收缩截面出口流体的平均流速增加,静压力减小,在节流件前后产生静压差,流体的速度愈大,这个静压差也愈大,两者的关系一一对应,测出节流件的压差,就可间接地测出流体的流量。

Q m=0.01251a0g Reεβ2D2(h20/ρ)1/2

式中,Qm—流体的质量流量;

αo—流量系数;

γRe—管道粗糙度修正系数;

ε—膨胀系数;

β—节流件的直径比;

D—管道直径;

h20—温度为20℃时,节流件前后的差压;

ρ—流体密度。

18.简述涡轮流量计的工作过程。

答:当被测流体通过变送器时,冲击涡轮叶片,使涡轮转动,在一定的流量范围内、一定的流体黏度下,涡轮上的导磁不锈钢制成的螺旋形叶片轮流接近处于管壁上的检测线圈,周期性地改变检测线圈磁电回路的磁阻,使通过线圈的磁通量发生周期性变化,进而使检测线圈发生与流量成正比的脉冲信号。此信号经前置放大器放大后,可远距离传送至显示仪表。

19.电磁流量计具有哪些特点?

答:(1)变送器内径与管道内径相同,内部没有阻力元件及活动部件,没有压力损失,因而测量范围广,在0~100m/s流速范围内均可应用。

(2)可测腐蚀性液体,并且耐磨损。

(3)变送器输出的电信号与被测流体温的流速成正比,显示仪表不需采取线性化措施。体积测量误差小。

(4)变送器对环流不敏感,因而对流量计前面的直管段要求较短。(5)反映灵敏,能测定正反向的流体流量。

(6)可测管道口径范围大,管道直径在0.5~2.4m范围内均适用。(7)仪表输出0~10mA或4~20mA直流电流信号。

(8)测量流体的体积流量时,不受流体的温度、压力等参数的影响。

20.给水流量信号如何进行补偿?

答:由于温度对水的密度的影响较大,所以给水流量通常采用温度补偿。

21.风量信号如何进行补偿?

答:由于温度对空气的密度影响较大,所以采用温度信号校正。22.流量测量的分类和工作原理是什么?

答:流量测量的分类和工作原理如表1-1所示。

23.流量测量的分类和工作原理

简述各种流量计原理及特点

简述各种流量计原理及特点(1) 1. 简述 目前工程实际中,流量测量方法及流量仪表的种类繁多,至今为止,可供工业用的流量仪表种类多达数十余种。在流量仪表的家族中,每种产品都有它特定的适用性及使用局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类:按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。 本文简要介绍目前最常用流量计分类法,主要有:差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计质量流量计等分别简述各种流量计的原理及特点。 2. 差压式流量计 差压式流量计是通过安装于是工业管道中流量检测元件产生的差压,将已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计差压式流量计算流量计。 差压式流量计由一次检测件及二次仪表(差压转换器或变送器和流量显示仪表)组成。以检测件形式划分差压式流量计分类,有孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次仪表为各种机械、电子、机电一体式差压式流量计、差压变送器及流量显示仪表。差压式流量仪表是流量仪表大家族中应用最广泛的一中流量仪表,目前国内外已系列化、通用化、标准化,差压式流量计既可单独测量流量参数,也可测量其它参数(压力、物位、密度)等。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水利阻力、动压头式、动压头增益及射流式、以及离心式等几大类。 检测件有标准化型式或非标准两大类。标准型检测元件是以标准文件设计、制造、安装和使用,无需经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。而非标型检测元件一般尚未列入国际标准中检测元件。差压式流量计也是应用最广泛的一种流量仪表,在各种流量计使用量中占据首位。 主要优点是:(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;(2)应用范围广泛,至今尚无任何一流量计可与之比拟;(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。 主要缺点是:(1)测量精度普遍偏低:(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1; (3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

流量计的分类和工作原理

流量计的分类和工作原理 一.流量计的分类 按测量原理分有:力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类,即分为:容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 二.常用流量计的工作原理及应用 1.压差式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的集合尺寸来计算流量的仪表。 应用:差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几毫米到几米;流动方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。 2.浮子流量计 浮子流量计又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力式由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 应用:浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、微流量方面有举足轻重的作用 3.容积式流量计

容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类,它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 应用:容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。 4.涡轮流量计 涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成,也可做成整体式。 应用:涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。 5.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 应用:电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。 6.涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。当通过流截面一定时,流速与导容积流量成正比。因此,测量振荡频率即可测得流量。

质量流量计测量原理

科氏力质量流量计Coriolis flowmeters
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测量原理Measuring principle

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本模块的学习目标
Objective of this learning module
参加人员能够理解: The participant understands… 这项技术的历史 …the history of the technology. 科氏力质量流量计的物理原理 …the physical principle of a Coriolis mass flowmeter. 科氏力流量计所能测量的过程参量 …what process values can be measured by a Coriolis flowmeter.
Classification: Advanced Customer training 01/08/2010 Li jugang Slide 2
科氏力流量计的一般设计 …the general design of a Coriolis flowmeter. 科氏力流量计的优点和局限 …the advantages and limitations of a Coriolis flowmeter.

FC010BPEA
科氏力流量计的历史 History of Coriolis flowmeters 1835年科里奥利(数学家)首次描述了科氏力的效应。 1835 – Gaspard Gustave de Coriolis (1792 – 1843) describes the Coriolis effect. 1851年费科通过科氏力效应演示了地球的自转-费科单摆 1851 – Jean Bernard Léon Foucault (1819 – 1868) demonstrates the earth rotation using the Coriolis effect (Foucault’s pendulum). 1977年Micromotion公司生产全球首台工业应用的科氏力流量计 1977 – MicroMotion Inc. introduces the first industrial Coriolis mass flowmeter. 1984年E+H公司生产了世界上第一台直管型科氏力流量计 1984 – Endress+Hauser Flowtec starts producing m-point, the first straight tube Coriolis flowmeter. 1994年E+H公司生产Promass系列产品。 1994 – Endress+Hauser introduces the Promass series.
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各种流量计的原理

一、按测量原理分类 (1)力学原理:属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式;利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利用流体动量原理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理:用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 (3)声学原理:利用声学原理进行流量测量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。 (4)热学原理:利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 (5)光学原理:激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原于物理原理:核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。 (7)其它原理:有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。 二、按流量计结构原理分类 按当前流量计产品的实际情况,根据流量计的结构原理,大致上可归纳为以下几种类型: 1. 容积式流量计 容积式流量计相当于一个标准容积的容器,它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大,度量的次数越多,输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单,适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同,目前生产的产品分:适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计;适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等. 2.叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中,受流体流动的冲击而旋转,以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计,其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低,误差约±2%,但结构简单,造价低,国内已批量生产,并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高,一般误差为±0.2%一0.5%。 3.差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成.一次装置称流量测量元件,它安装在被测流体的管道中,产生与流量(流速)成比例的压力差,供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号,并将其转换为相应的流量进行显示.差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表.差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系,故流量显示仪表都配有开平方装置,以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置,以显示累积流量,以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久,比较成熟,世界各国一般都用在比较重要的场合,约占各种流量测量方式的70%。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量

流量计综述

流量计综述 流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达 60 种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。 这 60 多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。 总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。 按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等 目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 1.1 差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。 差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。 检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。 所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。 非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。 差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。 优点: (1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;

质量流量计工作原理的学习

质量流量计工作原理的学习 质量流量计以科氏力为基础,在传感器内部有两根平行的T型振管,中部装有驱动线圈,两端装有拾振线圈,质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。质量流量计是一种重要的流量测量仪表。质量流量计是采用感热式测量。 流体的体积是流体温度和压力的函数,它是一个因变量,而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述,常用的流量计中,如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求,通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后,通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法,中间环节多,质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展,相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置,从而推动了流量测量技术的进步。 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中,仅测量体积流量是不够的,由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要,还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法,可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量,这种方式又称为推导式;直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1.间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法,一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合,实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 (1)节流式流量计与密度计的组合 由前述知,节流式流量计的差压信号P ?正比于2 qρ,如图1所示,密度计 v 连续测量出流体的密度ρ,将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理,即可求出质量流量为

超声波流量计工作原理及常见问题概述

超声波流量计工作原理及常见问题概述 一、工作原理 1、概述 超声流量计是一个测量仪表,它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。这些传感器都安装在管壁上,每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。 由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收,反过来也如此。Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案,在对面的管壁处声脉冲有一次反射。此方案使声道的总长度增加,从而能改善分辨率(灵敏度)并拓宽流量计的范围度,如图2-1所示。 图2-1 信号反射路径 2 、流速的测量 超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器,就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时,声脉冲以相同的速度(声速,C)在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V(该流速不等于零),则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些,而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样,顺流传输时间tD 会短些,而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言;这样就有: L tD = ——————— -------------- (2.1) C + V ? cos 和 L tU = ——————— -------------- (2.2) C — V ? cos 式中,L代表两个传感器之间声道的直线长度,可按下式确定L: L D —— = ———— -------------- (2.3) 2 sin ^ 采用电子学手段来测量此传输时间。根据时间倒数的差,可按下式计算流速V ^ L 1 1 V = ————(—————)-------(2.4)

流量测量流量计的测量原理和分类

流量计的测量原理和分类 作者:国电中自文章来源:本站原创点击数:870 更新时间: 2008-5-19 15:02:08 流量测量的原理和分类 1.流量测量原理可分为哪几类? 答:流量测量按照测量原理可分为以下几类: ⑴差压式流量计。包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。 ⑵椭圆齿轮流量计。 ⑶漩涡流量计。 ⑷超声波流量计。 ⑸靶式流量计。 ⑹电磁流量计。 ⑺涡轮流量计。 ⑻均速管流量计。(阿纽巴流量计) 2.电容式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型) 答:电容式变送器的敏感元件为电容,当有差压输入时,连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移,改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路,转换成二线制输出的4~20mA直流信号。

3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么? 答:被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力,使平衡杠杆产生偏转,杠杆的偏转由检测放大器转换成4~20mA的直流电流输出,电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中,使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力,当作用力与反馈力达到平衡时,杠杆系统就停止偏转,此时的电流即为变送器输出电流,它与被测流量成正比。 4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为ST-3000智能变送器) 答:当被测差压作用到传感器上,其阻值即发生变化。阻值变化通过电桥转换成电信号,再经过模/数(A/D)变换器送入微处理器。同时,环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号,再经模/数(A/D)变换器送入微处理器。经微处理器运算处理后送至(D /A)变换器输出4~20mA的DC模拟信号或4~20mA的DC数字信号。 5.双波纹管流量计的工作原理是什么? 答:双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的,当正负压室产生差压后,处于正压室中的波纹管被压缩,填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管,从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动,使量程弹簧产生相应的拉伸,直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。此时,系统在新的位置上达到平衡,由连接轴产生的位移量,通过扭力管转换成输出转角,因其转角与差压成正比,故可用转角大小表示差压高低,用特定刻度盘就可以显示其流量。

各种化工流量计工作原理

流量计是工业生产的眼睛,与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系,在国民经济中占据重要地位与作用,可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。为了更好的展示流量计测量原理,小编采用动画演示的方法来给大家介绍流量计的工作原理! 1. 孔板流量计 孔板流量计 工作原理:流体充满管道,流经管道内的节流装置时,流束会出现局部收缩,从而使流速增加,静压力低,于是在节流件前后便产生了压力降,即压差,介质流动的流量越大,在节流件前后产生的压差就越大,所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。

工作特点:①节流装置结构简单、牢固,性能稳定可靠,使用期限长,价格低廉;②应用范围广,全部单相流皆可测量,部分混相流亦可应用;③标准型节流装置无须实流校准,即可投用;④一体型孔板安装更简单,无须引压管,可直接接差压变送器和压力变送器。 2. 电磁流量计 电磁流量计

工作原理:基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁常当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。 工作特点:①具有双向测量系统;②传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。③压力损失小④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响⑤主要应用于污水处理方面。 3. 涡轮流量计 涡轮流量计 工作原理:在一定的流量范围内,涡轮的转速与流体的流速成正比。流体流动带动涡轮转动,涡轮的转速转换成电脉冲,用二次表显示出数据,反应流体流速。

电磁流量计的工作原理

电磁流量计的工作原理 电磁流量计(Eletromagnetic Flowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的,电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点,电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;电磁流量计各种浆液流量测量,形成了独特的应用领域。 在结构上,电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上,它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号,并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大,并转换成流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示,累积和调节控制。电磁流量计的基本原理 一、测量原理 根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端即产生感生电势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比,如果B, L,u三者互相垂直,则e=Blu。与此相仿,在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极,则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间也特产生感生电动势:e=BD。式中,为管道截面上的平均流速.由此可得管道的体积流量为:qv=πDUˉ。由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是电磁流量计的测量原理。需要说明的是,要使式qv=πDUˉ严格成立,必须使测量条件满足下列假定: ①磁场是均匀分布的恒定磁场; ②被测流体的流速轴对称分布; ③被测液体是非磁性的; ④被测液体的电导率均匀且各向同性。 二、励磁方式 励磁方式即产生磁场的方式。由前述可知,为使式qv=πDUˉ严格成立,第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场.为此,就需要选择一种合适的励磁方式。目前,一般有三种励碰方式,即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁。现分别予以介绍。 1.直流励磁 直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁,它能产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小,因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是,使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化,即电解质在电场中被电解,产生正负离子。在电场力的作用下,负离子跑向正极,正离子跑向负极。这样,将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围,严重影响电磁流量计的正常工作。所以,直流励磁一般只用于测量非电解质液体,如液态金属等。 2.交流励磁 目前,工业上使用的电磁流量计,大都采用工频50Hz电源交流励磁方式,即它的磁场是由正弦交变电流产生的,所以产生的磁场也是一个交变磁场。交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰。另外,由于磁场是交变的,所以输出信号也是交变信号,放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多。

常见流量计的应用

常见流量计的应用 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表,流量计是工业测量中重要的仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具,在国民经济中占有重要的地位。为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过60 多种。按照目前最流行、最广 泛的分类法,即分为:差压式流量计、涡街流量计、涡轮流量计、浮子流量计、数字靶式流量计、电磁流量计、超声波流量计。1 差压式流量计 1.1 差压式流量计差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计是工业上使用最多的流量计之一,其测量精度是由其测量原理、结构、制造工艺水平、被测流体的性质和使用条件等决定的差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、V 锥流量计等。 1.1.1 孔板流量计孔板流量计的工作原理:在流体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中心开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,在孔板前流体稳定的向前流动,流体流过孔板时由于孔径变小,截面积收缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变化,速度加快,气体的静压随之降低,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。差压的大小和流 体流量有确定的数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。流量与差压的平方根成正比 1.1.2 V 锥流量计V 形锥流量计源于美国MCROMETER,是一种极具优势的新型差压式流量仪表。从二十几年前诞生开

流量测量原理和分类

流量测量原理和分类

流量测量的原理和分类 作者:国电中自文章来源:本站原创点击数:870 更新时间: 2008-5-19 15:02:08 流量测量的原理和分类 1.流量测量原理可分为哪几类? 答:流量测量按照测量原理可分为以下几类: ⑴差压式流量计。包括电容式变送器、力平衡式变送器、压敏电阻式变送器、双波纹管式变送器。 ⑵椭圆齿轮流量计。 ⑶漩涡流量计。 ⑷超声波流量计。 ⑸靶式流量计。 ⑹电磁流量计。 ⑺涡轮流量计。 ⑻均速管流量计。(阿纽巴流量计) 2.电容式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为1151型、罗斯蒙特的3051型) 答:电容式变送器的敏感元件为电容,当有差压输入时,连在膜片上的电容与膜片一起产生微小位移,改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路,转换成二线制输出的4~20mA直流信号。

3.力平衡式流量变送器的工作原理是什么? 答:被测差压通过弹性敏感元件转换成作用力,使平衡杠杆产生偏转,杠杆的偏转由检测放大器转换成4~20mA的直流电流输出,电流输入处于永久磁场内的反馈动圈中,使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力,当作用力与反馈力达到平衡时,杠杆系统就停止偏转,此时的电流即为变送器输出电流,它与被测流量成正比。 4.压敏电阻式流量变送器的工作原理是什么?(其代表为ST-3000智能变送器) 答:当被测差压作用到传感器上,其阻值即发生变化。阻值变化通过电桥转换成电信号,再经过模/数(A/D)变换器送入微处理器。同时,环境温度和静压通过另外两个辅助传感器转换为电信号,再经模/数(A/D)变换器送入微处理器。经微处理器运算处理后送至(D /A)变换器输出4~20mA的DC模拟信号或4~20mA的DC数字信号。 5.双波纹管流量计的工作原理是什么? 答:双波纹管流量计是根据差压与位移成正比的原理工作的,当正负压室产生差压后,处于正压室中的波纹管被压缩,填充工作液通过阻尼环与中心基座之间的环隙和阻尼旁路流向处于负压室中的波纹管,从而破坏了系统平衡。连接轴按水平方向从左向右移动,使量程弹簧产生相应的拉伸,直到量程弹簧的变形力与差压值所产生的测量力平衡为止。此时,系统在新的位置上达到平衡,由连接轴产生的位移量,通过扭力管转换成输出转角,因其转角与差压成正比,故可用转角大小表示差压高低,用特定刻度盘就可以显示其流量。

电磁流量计工作原理

电磁流量计工作原理 电磁流量计(ElectromagneticFlowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表,目前,这种仪表多应用在自来水、生活用水、污水等方面,在我们的生活中发挥着巨大作用。那么,电磁流量计是怎样安装使用的呢?电磁流量计安装规范有哪些呢?今天我就在此为大家介绍电磁流量计安装及规范的相关知识,希望能够帮助到有这方面需求的朋友们! 【电磁流量计工作原理】 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小,可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20:1以上,适用的工业管径范围宽,最大可达3m,输出信号和被测流量成线性,精确度较高,可测量电导率≥5μs/cm 的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。 当导体在磁场中作切割磁力线运动时,在导体中会产生感应电势,感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理,导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时,也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定,感应电势的大小由下式确定: Ex=BDv-----------------式(1) 式中Ex—感应电势,V; B—磁感应强度,T D—管道内径,m v—液体的平均流速,m/s 然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积(πD2)/4的乘积,将式(1)代入该式得: Qv=(πD/4B)*Ex---------式(2) 由上式可知,在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时,被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极,就可引入感应电势Ex,测量此电势的大小,就可求得体积流量。 据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流速成正比例,其值为:

质量流量计工作原理精编版

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质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中,仅测量体积流量是不够的,由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要,还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法,可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量,这种方式又称为推导式;直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1.间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法,一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合,实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 (1)节流式流量计与密度计的组合 由前述知,节流式流量计的差压信号P qρ,如图1所示,密度计连 ?正比于2 v 续测量出流体的密度ρ,将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理,即可求出质量流量为 (1-1)靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系,故同样可按上述方法与密度计组合构 v 成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 (2)体积流量计与密度计的组合 如图2所示,容积式流量计或速度式流量计,如涡轮流量计、电磁流量计等, q成正比,这类流量计与密度计组合,通过乘法运测得的输出信号与流体体积流量 v 算,即可求出质量流量为 (1-2)(3)体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示,这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成,它们的输出信号分别正比于和通过除法运算,即可求出质量流量为

常见流量计的种类及特点

常见流量计的种类及特点 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表.流量计是工业测量中重要的仪表之一.随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高,流量测量技术日新月异.为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过100种。从不同的角度出发,流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种,一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类:二是按流量计的结构原理进行分类。 一、按测量原理分类 (1)力学原理:属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式;利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利用流体动量原理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理:用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 (3)声学原理:利用声学原理进行流量测量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。 (4)热学原理:利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 (5)光学原理:激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原于物理原理:核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表. (7)其它原理:有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。 二、按流量计结构原理分类 按当前流量计产品的实际情况,根据流量计的结构原理,大致上可归纳为以下几种类型: 1.容积式流量计 容积式流量计相当于一个标准容积的容器,它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大,度量的次数越多,输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单,适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同,目前生产的产品分:适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计;适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等.2.叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中,受流体流动的冲击而旋转,以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计,其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低,误差约±2%,但结构简单,造价低,国内已批量生产,并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高,一般误差为±0.2%一0.5%。 3.差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成.一次装置称流量测量元件,它安装在被测流体的管道中,产生与流量(流速)成比例的压力差,供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号,并将其转换为相应的流量进行显示.差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表.差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系,故流量显示仪表都配有开平方装置,以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置,以显示累积流量,以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久,比较成熟,世界各国一般都用在比较重要的场合,约占各种流量测量方式的70%。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。 4.变面积式流量计(等压降式流量计) 放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与浮子的“显示重量”(浮子本身的重量减去它所受流体的浮力)相平衡时,俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异,而浮子稳定不动时上下部分的压力差相等,因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子(浮子)流量计。 5.动量式流量计 利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量计.由于流动流体的动量P与流体的密度

流量计的分类和工作原理

流量计的分类和工作原 理 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

流量计的分类和工作原理 一.流量计的分类 按测量原理分有:力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类,即分为:容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 二.常用流量计的工作原理及应用 1.压差式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的集合尺寸来计算流量的仪表。 应用:差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几毫米到几米;流动方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。 2.浮子流量计 浮子流量计又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力式由液体动力承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 应用:浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计,特别在小、

微流量方面有举足轻重的作用 3.容积式流量计 容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类,它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 应用:容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。 4.涡轮流量计 涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成,也可做成整体式。 应用:涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。 5.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 应用:电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

各种流量计工作原理结构图

第一节节流式流量检测 如果在管道中安置一个固定的阻力件,它的中间是一个比管道截面小的孔,当流体流过该阻力件的小孔时,由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低,其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。它与流量(流速)的大小有关,流量愈大,差压也愈大,因此只要测出差压就可以推算出流量。把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程,其中的阻力件称为节流件。 作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管,如图9.1所示。对于标准化的节流件,在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序;可直接按照标准制造、安装和使用,不必进行标定。 标准节流装置9.1 图 圆缺喷特殊节流件也称非标准节流件,如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4嘴等,他们可以利用已有实验数据进行估算,但必须用实验方法单独标定。特殊节流件主要用于特殊;介质或特殊工况条件的流量检测。目前最常见的节流件是标准孔板,所以在以下的讨论中将主要以标 准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。一、检测原理

设稳定流动的流体沿水平管流经节流件,如刚在节流件前后将产生压力和速度的变化,流在截面 1处流体未受节流件影响,所示。9.2,流体静压力为p,束充满管道,管道截面为A11?是经节,流体密度为平均流速为v2。截面11,A流件后流束收缩的最小截面,其截面积为2?。图,流体密度为,平均流速为压力为Pv222中的压力曲线用点划线代表管道中心处静9.2流体的静压力压力,实线代表管壁处静压力。充分地反映和流速在节流件前后的变化情况,流体向中心在节流件前,了能量形式的转换。. 9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况图处,流束截面收缩到最小,流速达到最大,静压力最低。然后流束扩加速,至截面2处。由于涡流区的存在,导致流体能量张,流速逐渐降低,静压力升高,直到截面3?。P不等于原先静压力p,而产生永久的压力损 失损失,因此在截面3处的静压力13p设流体为不可压缩的理想流体,在流经节流件时,流体不 对外作功,和外界没有热 处沿管中心的流线、2能交换,流体本身也没有温度变化,则根据伯努利方程,对于截面1 有以下能量关系:22ppvv10201020???(9-1) ??2221?????。由于流速分布的不均匀,因为是不可压缩流体,则2处平均流速与截面1、21管中心的流速有以下关系:vCv,v?v?C) ( 9-222110120处流速分布不均匀的修正系数。1、2式中C,C为截面2112??v为能 量其损失的能量为,考虑到实际流体有粘性,在流动时必然会产生摩擦力,22损失系数。处的能量关系可写成:在考虑上述因素后,截面1、222?ppCC222102021v?v?v??) (9-3 212??222根据流体的连续性方程,有??vAvA? 9-4)(2211?,(9-2)-A 。/A ,收缩系数联解式=A/。又设节流件的开孔面积为A 定义开口截面比m=A 0210)可得式(9-421??p?pv?9-5)(20210?2222??mC?C?12的位置随流速而变,而实际取压点的位置是固定的;另外实际取2因为流束最小截面 压是在管壁取的,所测得的压力是管壁处的静压力。考虑到上述因素,设实际取压点处取??p

质量流量计的测量原理和应用

质量流量计的应用优势 (一) 质量流量计的应用优势 1)高精度流量测量:目前世界各处所应用的cmf其精度(或称不确定度)都优于±0.2%(o、r)、±0.015%(o、f、s),重复性优于±0.1%(o、r)、±0.01%(o、f、s)。 2)同时测量多种参数:cmf不仅可以测量出流体的瞬时质量流量和累积的总质量,同时还可以指示出流体的密度、温度,并由此派生出测量溶液中溶质所含的浓度。 ①密度测量 ②温度测量 3)应用范围广泛: 包括高粘度的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。cmf还能测量出双组份流中每种已知组份各自的质量流量,这是其它流量仪表难以实现的。 质量流量计的应用优势 例如油—水双组份流体,只要知道水和油的密度—温度函数关系,就不难从测出的混合质量流量混合密度中计算出各自的质量流量来。 质量流量计的应用优势 4)cmf检测器没有可动部件和密封件,从而结构简单、可靠性高、维护简便。 5)由于流场分布对cmf正常测量没有影响,所以对仪表上下游没有直管段的长度要求。 6)可以用于双向流的测量,能指出流向和质量流量等物理参数。 各种参数对流量计的影响 (二)各种参数对流量计的影响 1、温度影响 当被测流体温度增加时,cmf的振动管系统的刚性减小,这是由于测量管材料的固有弹性常数(包括弹性模量e和泊松比μ)产生变化的缘故。从下式可以看出: qm=ks/8r2 ×?t 弹性刚性ks减小,则流量qm减小。此外,温度还会影响管子的几何尺寸和振动系统的结构尺寸,这也将对流量产生影响。目前在所有cmf中都加了温度补偿系统,对温度变化作了有效的补偿,但还存在补偿过度或不足的问题,残留较小的温度影响。 2、压力影响 最初一般认为流体压力变化不会影响cmf的性能,事实上经试验研究表明,在中等和高压(p≥1.5mpa)下,流体压力对cmf精确度的影响是不可忽略的。流体压力的作用使测量管变硬,流体压力和测量管的刚度成正比,由于刚度增加,从式上中可看出,在同样的变形条件下,流量将增大,这同温度的影响作用正好相反。 此外,压力的变化也会引起管子尺寸的变化,从而影响流量计的灵敏度。在意大利furiocascetta的一份研究报告里,提供了用一台某种型号的dn80的cmf的试验情况,在标准条

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