3.5 流量检测仪表
流量检测仪表基础知识讲义(doc 21页)
流量检测仪表基础知识讲义(doc 21页)第四章流量检测仪表1．概述（流量的概念和单位、流量检测方法及流量计分类）在生产过程中，为了有效地进行操作、控制和监督，需要检测各种流体的流量。
物料总量的计量还是经济核算和能源管理的重要依据。
流量检测仪表是发展生产，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，是工业自动化仪表与装置中的重要仪表之一。
流体的流量是指在短暂时间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的。
此流量又称瞬时流量。
流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。
流量的表达式为：式中为体积流量，单位；为质量流量，；V 体积流量 容积式流量计椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、皮膜式流量计等 差压式流量计节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计、靶式流量计、浮子流量计等 速度式流量计涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等 质量流量计推导式质量流量计 体积流量经密度补偿或温度、压力补偿求得质量流量等 直接式流量计 科里奥利流量计、热式流量计、冲量式流量计等2. 容积式流量计容积式流量计是直接根据排出体积进行流量累计的仪表，它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。
容积式流量计可以计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计可以精密测量体积量，所以其类型包括从小型的家用煤气表到大容积的石油和天然气计量仪表，广泛地用作管理和贸易的手段。
容积式流量计由测量室、运动部件、传动和显示部件组成。
它的测量主体为具有固定标准容积的测量室，测量室由流量计内部的运动部件与壳体构成。
在流体进、出口压力差的作用下，运动部件不断地将充满在测量室中的流体从人口排向出口。
假定测量室的固定容积为V，某一时间间隔内经过流量计排出流体的固定容积数为"，则被测流体的体积总量Q可知。
容积流量计的流量方程式可以表示为：Q=nV。
流量测量仪表的分类都有哪些
流量测量仪表的分类都有哪些流量测量仪表是一种用于测量流体在管道或储罐中流动的仪表，通常用于监测工业流程中的流量。
它们可以根据不同的原理和应用场景分为多种类型。
本文将介绍一些常见的流量测量仪表分类。
1. 机械式流量测量仪表机械式流量测量仪表通常基于测量管中的沿程压力差来测量流量，通过测量管的压力差可以得到流速，进而计算出流量。
最常见的类型是差压流量计，它主要由测量管、差压变送器和指示仪表组成。
除此之外，还有体积式流量计、转子流量计、滑动变量流量计等。
机械式流量测量仪表的优点是结构简单、可靠性高以及适用于测量流量较小的液体。
不过，其存在着灵敏度低、定期维护和校准的问题。
此外，不适用于测量含有颗粒或粘稠液体。
2. 电磁式流量测量仪表电磁式流量测量仪表是一种通过测量液体或气体导电率来测量流量的仪表。
测量时，电磁流量计会在管道中产生一个交变磁场，通过电极和电路测量出流体在磁场中的电势差。
这种测量方式适用于导电性流体，如水、酸、碱液和液态金属等。
电磁式流量测量仪表的优点是测量精度高、可测量大量的工业流体，并且可以测量液体、气体和蒸汽的流量。
不过，由于液体中可能存在电极腐蚀、电极凝结等问题，需要进行适当的维护和校准。
3. 超声波流量测量仪表超声波流量测量仪表是一种基于超声波技术测量流体流量的仪表。
测量时，传感器向管道内发出一个超声波信号，再测量回波信号的差异，由此计算出流速，然后通过管道的截面积计算出流量。
超声波流量测量仪表的优点是精度高、测量范围广，可以测量各种类型的液体和气体，同时具有不阻塞、不漏水的特点，适用于极端温度、高压或腐蚀性流体测量。
不过，超声波流量计的测量精度会受到液体密度、温度、含气量等因素的影响，需要进行校准。
4. 旋转叶片式流量测量仪表旋转叶片式流量测量仪表是一种通过测量液体旋转的叶片数来计算流量的仪表。
在管道中加装一个旋转叶片，当流过旋转叶片的流体旋转时，可根据液体旋转叶片的转速和叶片数，计算液体的流量。
化工仪表自动化 【第三章】流量
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和 能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显 示仪表所组成。
3.3 流量检测及仪表
1.节流现象与流量基本方程式 （1）节流现象 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前 后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现 象。 节流装置包括节流件和取压装置。
环室取压法能得到较好的测量精度，但是加工制造和安装 要求严格，如果由于加工和现场安装条件的限制，达不到 预定的要求时，其测量精度仍难保证。 所以，在现场使用时，为了加工和安装方便，有时不用环 室而用单独钻孔取压，特别是对大口径管道。
3.3 流量检测及仪表
优点
缺点
标准孔板
流体经过孔板后压力损失 应用广泛，结构简 大，当工艺管道上不允许 单，安装方便，适 有较大的压力损失时，便 用于大流量的测量 不宜采用。
（1）流量变送部分
图3-27 差动变压器结构
3.3 流量检测及ຫໍສະໝຸດ 表若将转子流量计的 转子与差动变压器的铁
转换原理
芯连接起来，使转子随
流量变化的运动带动铁 芯一起运动，那么，就 可以将流量的大小转换 成输出感应电势的大小。
3.3 流量检测及仪表
（2）电动显示部分
可逆电机
凸轮
图3-28 LZD系列电远传转子流量计
3.3 流量检测及仪表
② 测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。
a) 取压点应在节流装置的上半部。 b) 引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度 ，以使引压导管中不滞留液体。 c) 如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和 排放阀，如图3-22所示。 ③ 图测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决蒸 3-22 测量气体流量时的连接图 图3-23 测量蒸汽流量的连接图 汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量 1—节流装置；2—引压导管； 1—节流装置；2—凝液罐； 精度的影响。常见的接法见图 3-23 所示。 3—差压变送器；4—贮液罐；
3.3(流量) 检测仪表与传感器解析
②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
11
过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.2 差压式流量计
③在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的 介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。 ④在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的 测量精度,而且所需的直管长度也较短。
24
过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.2 差压式流量计
（2）测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。 ①取压点应在节流装置的上半部。 ②引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度， 以使引压导管中不滞留液体。 ③如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和 排放阀， （3）测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决 蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量 精度的影响。常见的接法见图3-6所示。
差压计阀组安装示意图 1，2—切断阀；3—平衡阀 隔离罐的两种形式
28
过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表
3.3.3 转子流量计 一、 工作原理
当测量流体的流量时，被测流体从锥 形管下端流入，流体的流动冲击着转子， 并对它产生一个作用力（这个力的大小随 流量大小而变 化）。当流量足够大时，所 产生的作用力将转子托起，并使之升高。 同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的 环形断面，从上端流出。当被测流 体流动 时对转子的作用力，正好等于转子在流体 中的重量时（称为显示重量），转子受力 处于平衡状态而停留在某一高度。
3
过程装备控制技术
3.3、流量检测及仪表 3.3.1 概述
流量检测及仪表(1)
18
18
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
❖ 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
随着质量流量的增加，这种现象变得更加明显，出水侧摆动相位超前
于入水侧更多。
34
34
这就是科氏力质量流量的检测原理，它利用两管的振动（摆动）相 位差来反映流经该U形管的质量流量。
科里奥利力质量流量计
利用科氏力构成的质量流量计有直管、弯管、单管、双管等多种形式。 双弯管型（最常见） 它由两根金属U形管组成，其端部连通并与被测管路相连。
❖ 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
19
3.3.5电磁流量计
适用场合
可以检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶 液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒的的液 体测量，但不能检测气体、蒸汽和非导电 液体的流量。
S N
涡轮流量测量原理图
24
24
流体通过涡轮流量计时推动涡轮转动，涡轮叶片周期性 地扫过磁钢，使磁路磁阻发生周期性地变化，线圈感应产生 的交流电信号频率与涡轮转速成正比，即与流速成正比。涡 轮流量计的流量方程式为：
q
仪表常数ξ与流量计的涡轮结构等因 ω
素有关。在流量计的使用范围内
，ξ值保持为常数，使流量与转速 接近线性关系。ω为角频率。
流量公式
现场仪表分类及各类仪表工作原理
现场仪表分类及各类仪表工作原理按照检测测量功能的不同，可以分为温度检测仪表、流量检测仪表、液位检测仪表和压力检测仪表。
1、温度检测仪表：按工作原理分膨胀式、热电阻、热电偶及辐射式；按测量方式分接触（双金属温度计、压力式温度计、热电阻、热电偶）和非接触（光学高温计、辐射高温计、红外测温（硫磺制硫炉）两类。
2、压力检测仪表：主要有应变式、霍尔式、电感式、压电式、压阻式、电容式。
常见有压力表、压力变送器等。
3、流量检测仪表：分节流式流量计（孔板、喷嘴、文丘里）、容积式流量计（转子式、刮板式、活塞式）、流体振动式流量计、电磁流量计、超声波流量计、转子流量计、质量流量计。
4、液位计检测仪表：分恒浮力式（浮球式、磁翻板、浮子钢带）和变浮力式液位计（浮筒液位计）。
差压式液位计（双法兰液位计）、电容式液位计（射频导纳）、超声波液位计（雷达）、放射性液位计（中子料位计）。
一、差压仪表的工作原理：节流式测量流量的方法是以能量守恒定律和流体流动连续性定律为基础的，充满管道的流体，当它们流过节流装置时，流体在节流装置处形成局部收缩，从而流速增加，静压力降低。
在节流装置前后产生了压差，流量越大压差也就越大，在一定的条件下，流量的平方与差压成正比。
二、质量流量计工作原理：科里奥利质量流量计,是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。
振荡驱动器放在直管部分的中间位置，当管中流体以一定速度流动时，由于驱动器作用，使管子分开或靠近, 当驱动器使管子分开时，在振点前的流体中产生的科里奥利力与振动力方向相反，减慢管子的运动速度；而在振点之后管中流体产生的科氏力与振动方向相同，加快管子的运动速度。
当驱动器使管子靠近时，则产生相反的结果。
传感器1、传感器2可测得两处管子运动的相位差，由此得到测量管中流体的质量流量，传感器将模拟信号传给转换单元处理，经质量、密度计算和温度修正后，得出正确值。
流量检测与仪表
通过测量此静压差便可以求出流量。
流量方程式为 ：
流量公式中的流量系数α与节流装臵的结构
形式、取压方式、节流装臵开孔直径、流体流动
状态（雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标
准节流装臵，α值可直接从有关手册中查出。
节流装臵是将被测流体的流量值变换成差压
信号Δp，节流装臵输出的差压信号由压力信号管
、粘度等参数无关。该流量计量程比宽，结构简
单，无运动件，具有测量精度高、应用范围广、
使用寿命长等特点。
返回
3.6 涡轮流量计
在流体流动的管道内，安装一个可以自由转 动的叶轮，当流体通过叶轮时，流体的动能使叶
轮旋转。流体的流速越高，动能就越大，叶轮转
速也就越高。在规定的流量范围和一定的流体粘
度下，转速与流速成线性关系，因此，测出叶轮
图3-9 工作原理
子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管
中高度和通过的流量有对应关系。
金属转子流量计 金属浮子流量计的流量
检测元件是由一根自下
向上扩大的垂直锥形管
和一个沿着锥管轴上下
移动的浮子组所组成。
3-10 金属转子流量计
返回
3.4 椭圆齿轮流量计
该流量计系直读累积式流体流量计，是由装
有一对椭圆齿轮转子的计量室、密封联轴器（小
磁学方法检测扭量以求得质量流量。
当管道充满流体时，流体也成为转动系的组
成部分，流体密度不同，管道的振动频率会因此
而有所改变，而密度与频率有一个固定的非线性 关系，因此科里奥利质量流量传感器也可测量流 体密度。
流量计的种类很多，以上介绍的是机组设备常用
的几种。随着工业生产自动化水平的提高，许多
沼气工程里常用的检测仪表
沼气工程里常用的检测仪表在沼气工程运行过程中，需要采用仪器去感知生产过程的状态。
沼气工程中主要涉及两类检测仪表:检测温度、压力、流量、液位等的热工测量仪表；检测固体悬浮物浓度、浊度、PH、COD、挥发性脂防酸、沼气成分等的物性与成分仪表。
检测仪表用来获取运行过程状态信息，一般由传感器和变送器构成，变送器的作用是将传感器采集的前端信息转换成能够显示和控制的标准信号。
下面简单介绍几种常用于自控系统的检测仪表。
1.温度检测仪表温度是影响微生物活性的主要因素之一，沼气发酵过程需要进行温度控制，因此，温度检测仪表不可或缺。
温度传感器中，适用于检测沼气发酵料液温度的典型测温元件是热电阻，其测温电路采用不平衡电桥。
温度传感器直接安装在沼气发酵装置上，与变送器的距离可能较远，传感器与变送器的连接通常采用三线制接法，即用三根导线，其中一根串联在电源支路里，另两根分别接在两个相邻的桥壁上。
三线制接法可基本消除连接导线造成的测量误差。
与温度传感器配接的二次仪表主要包括温度变送器、数字温度显示仪和温度巡检仪。
2.压力检测仪表电测式压力检测仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压或电流信号输出。
也可利用弹性体受压产生的形变，通过电阻应变片将形变转换为电压或电流信号输出。
为保证弹性元件工作在有效形变范围内，被测最大压力值不应超过满量程的3/4，最小压力值不应低于全量程的1/3。
压力传感器获取的压力信息，由压力变送器或压力开关转换为标准电信号输出，可以远程输出。
由传感器、变送器或压力开关组成的压力检测仪可用于监测管道、沼气发酵装置以及储气装置内的压力。
压力测量值常常用作报警参数。
3.流量检测仪表流量检测仪表包括测量单位时间流量的流量计和测量流体流过总量的积算仪，多数流量检测仪同时具备测量流量和总量的功能。
检测流量的方式很多，其中电磁流量计因其传感器的光滑测量管内无阻流部件，使仪表压力损失极小，且不易堵塞，在检测液固两相介质流量方面有优势，故具有一定导电率的污水流量适合用电磁流量计检测，但若污水中含有较多铁磁性物质及大量水泡时会影响测量精度。
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。
图9.1 标准节流装置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圆缺喷嘴等，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，在节流件前后将产生压力和速度的变化，如刚9.2所示。
在截面1处流体未受节流件影响，流束充满管道，管道截面为A1，流体静压力为p1，平均流速为v1，流体密度为ρ1。
截面2是经节流件后流束收缩的最小截面，其截面积为A2，压力为P2，平均流速为v2，流体密度为ρ2。
图9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静压力，实线代表管壁处静压力。
流体的静压力和流速在节流件前后的变化情况，充分地反映了能量形式的转换。
在节流件前，流体向中心图9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况 加速，至截面2处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。
然后流束扩张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3处。
由于涡流区的存在，导致流体能量损失，因此在截面3处的静压力P 3不等于原先静压力p 1，而产生永久的压力损失p δ。
流量检测仪表
6、(科氏力)质量流量计
在单位时间内流过封闭管道截面处流体，通过激励线圈使管子产生振 动，在振动管中产生科氏力，测量管进出侧所受力方向相反，使管子扭曲， 利用电磁检测器或光电检测器，将扭曲力转换为电信号，进入变送器进行 信号变换、放大处理，输出 4~20mA信号，由显示器显示用来测量质量流 量的仪表。
优点： 1、直接测量质量流量，有很高的测量精确度。 2、可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、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。 3、对流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。 4、对流体粘度不敏感，流体密度变化对测量值的影响微小。 5、可做多参数测量，如同期测量密度，并由此派生出测量溶液中溶 质所含的浓度。 缺点： 1、不能用于测量低密度介质和低压气体。 2、对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分 流量传感器安装固定要求较高。 3、不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm以下。 4、测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精确度。 5、重量和体积较大 ，价格昂贵。
4、浮子流量计 、 浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们 之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。 浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向 上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动 的浮子组所组成。工作原理如图1所示，被测流体 从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3时，浮子 上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受 上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升， 环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降， 浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随 着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时， 浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通 过的流量有对应关系。
浅谈化工仪表故障分析与处理
浅谈化工仪表故障分析与处理化工仪表对运行的化工设备进行监测，确保设备安全高效的运行。
文章对化工仪表常见的故障进行介绍，并列出了典型的仪表故障及解决方法，为之后的研究提供参考。
标签：化工仪表；故障；检修引言采取科学的方法对仪表进行检测，发现故障，降低企业的化工损失。
因此，化工企业对于仪表的故障问题越来越关注，探究故障产生的根本原因，从其根本避免仪表产生故障。
1 化工仪表常见故障的类型1.1 流量检测仪表流量仪表有多种，流量仪的测量方法有容积法、质量法及速度法等，正是由于流量仪的方法及种类的多样性，使得流量仪出现问题的概率也比较大，流量仪表出现问题时主要是流量仪测量的数值不准确，其指针不断地来回摆动，数值时大时小，没有一个稳定的数值。
参数对流量仪的精确度影响较大。
当介质中的粘度计雷诺数等参数发生变化时测量气体，如果所测量的气体达不到所需要的温压时，所测出来的数值就不够准确，设计温度压力将会与温度压力相异，使得流量表产生较大的误差；测量时会在过渡阶段出现故障，管线会产生强烈的振动；流量仪表线路连接及信号回路出现问题，损坏电路板等。
1.2 温度检测仪表当温度检测仪表出现测量数值为零，或者一会偏大一会偏小不稳定的时候，则温度检测仪出现了故障。
热电阻及热电偶是温度测量仪的两个主要部分。
对热电偶进行故障测试时，用能够代表热电偶性能的物质来代替热电偶，如果温度检测仪可以测出具体的温度，则表明回路没有故障。
除了这种检查热电偶的方法外，还可以测量热电偶两端的电势，或是利用热电阻来测试热电偶有无短路现象。
热电偶会出现短路或是断路的问题，并且保护套或是介质出现问题都会造成温度检测仪表测量的温度产生误差。
1.3 压力检测仪表化工企业较为常用的仪表为压力检测仪表，由于使用频繁，受损率较高，经常性出现故障。
首先应对压力检测仪表的工作原理了解清楚，从而了解到易产生故障的地方及为何产生故障，针对所产生的问题提出合理的解决方法。
压力监测仪的原理为：当处于压力工作状态时，压力检测仪表会根据环境的不同而测量出不同程度的形变，之后将形变转化成电信号传输。
流量测量仪表模板.pptx
感谢你的欣赏
3.3.3 转子流量计的特点
（1）转子流量计在测量流量时，在转 子上、下端面前后的压强差是 不变的， 但是转子处的流通截面积是随着流量的 变化而 变化 的。
（2）优点：转子流量计读数方便，流 动阻力很小，测量范围宽，测量精度较 高，对不同的流体适用性广。
（3）缺点：玻璃管不能经受高温和高 压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。
28
感谢你的欣赏
课堂小结
流量计
流量计节流口面积不变，两侧压差随 差压流量计
流量而变化，通过测量计的压差计读
数来反映流量的大小
如:孔板流量计和文丘里流量计。
流体通过流量计时的压差是固定的，
截面流量计 流体流量变化时节流口的面积发生变
化，以保持不同流速下通过流量计的
压差相同。
如：转子流量计
29
感谢你的欣赏
差压式 流量计
节流装置
7
感谢你的欣赏
3.2.2 节流装置
所谓节流装置就是在管路中放置能使流体产生局部收缩 的原件。
最常用
节流装置
孔板
喷嘴 文丘里管
8
感谢你的欣赏
孔 板 流 量 计 实 物 图
9
感谢你的欣赏
3.2.3 孔板流量计
1、孔板流量计的结构 （1）节流元件为孔板—— 中央开有圆孔的金属板（锐 孔）； （2）垂直安装在管道中； （3）孔板前后分别引出两 个测压口，分别与压差计相 连。
3.流量测量 仪表
LOGO
2019-8-16
感谢你的欣赏
教师 XXX
内容
1
流量检测仪表概述
2
差压式流量计
3
转子流量计
2
感谢你的欣赏
自动化仪表的分类
(1) 热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回 路，如图1所示。当导体A和B的两个接点之间存在温差时，两者之间便 产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应 或塞贝克（Thomas,Seebeek）效应。热电偶热电势由接触电势和温差电 势组成，两导体（或半导体）接点处产生的电动势称为接触电势，接触 电势是由于两种不同导体（或半导体）的自由电子密度不同而在接触处 形成的。沿单一均质导体的温度梯度产生的电动势称为温差电势。温差
结晶、不凝固，对钢、铜合金没有腐蚀作用的液体、蒸汽和气体介质的 压力。
（2）精密压力表 精密压力表主要用来作为普通压力表的校验仪 表。
2.3压力变送器 压力变送器主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组
成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号 4~20mADC，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、 指示和过程调节。 1）电容式压力变送器
电容式压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用 在敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测 量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各 组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其 位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节， 转换成与压力成正比的信号。电容式压力变送器的A/D转换器将解调器 的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理 器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工 程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通 信。 压力变送器微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其 中之一执行A /D转换。 D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据 可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。 数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如205型智能通信器或采用 HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数 字信号，并通过回路传送所需信息。
流量测量仪表基本参数
流量测量仪表基本参数
流量测量仪表的基本参数包括：
1. 测量范围：即仪表能够测量的流量范围，通常以流量单位表示（如升/小时、立方米/秒等）。
2. 精度等级：用于表示仪表的测量准确度，通常以百分比或具体数值表示。
3. 输出信号：指仪表测量结果的输出信号类型，常见的包括模拟量信号（如4-20mA）和数字信号（如RS485、MODBUS 等）。
4. 重复性：仪表的重复测量性能，即在相同工况下重复测量的结果的稳定性。
5. 响应时间：仪表对流量变化的响应速度，通常以时间单位表示（如毫秒、秒等）。
6. 环境温度：仪表正常工作的环境温度范围。
7. 工作压力：仪表正常工作的压力范围。
8. 电源要求：仪表的供电方式和电压要求。
以上是流量测量仪表的一些基本参数，具体参数还会根据不同的应用需求和仪表型号而有所差异。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 电磁流量计的转换电路 主要由前置放大、差动交流放大、高通 滤波、采样电路和差动直流放大等部分 组成 前 差动 K
置 放 大 差动 交流 放大 高通 滤波
1
K2
采样电路
直流 放大
电磁流量计信号转换电路框图
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
2
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
对于可压缩流体，1 2 则引入一个膨胀系数 q A 2 p ε
m 0 1
• 流量方程式的讨论
– 流量系数а （或流出系数C） 与节流元件形式（m）、取压方式、Re，β ， 管 道情况等有关
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
v10 C1v1
v 20 C 2 v 2
设m＝d/D，收缩系数μ＝A2/A0 2 p p 1 v 则 1 m
1 2 2 2 2
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
A0
1 m
2 2
q m v 2 A2 v 2 A0
2 p1 p 2
qv qv
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
– 压力损失 p 流体通过节流元件时，一部分能量用来克服 摩擦阻力和消耗在节流件后形成涡流上，而 通过节流元件流体的静压力并不能完全恢复， 可按下式估算： 1
2
p
0
1 0
2
p
说明β 越小， p 越大
2 v
D
v
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 电磁流量计的结构
– 磁路系统：直流磁场简单，但使管道中的导 电液体电解、电极极化常采用交流B＝ Bmsinωt交变磁场按励磁绕组不同主要有两 种结构：集中绕组；分组绕组式。 – 测量管：用不导磁，低导电率，低导热率具 有一定强度，让被测流体通过，不锈钢、玻 璃钢、高强度塑料
第五章
流量检测仪表与系统
• 电磁流量计的特点：
– 测量导管中无可动部件，压力损失小，并可 测含有杂物、悬浮物等流体的流量。 – 只要流体导电，结果与流体的温度、压力、 密度、粘度无关。 – 量程比较宽10：1。 – 反应速度快，可测脉动流量。
电磁流量计
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
p p1 p 2
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
于是流体流量为：
qm A0 2p
流量方程式中的流量系数а 也可用流出系数 C C来代替，C的定义是 E 1 E 式中 渐近速度系数 1 m 显然C是实际流量系数与取μ和 均为1的流 量系数的比值。这样把收缩系数和取压系数 的影响统一归到一个参数流出系数C
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
– 可膨胀系数ε 对可压缩流体，需进行修正。对于标准节流装 置，ε 与 ，β ，κ 有关 – 节流件的开孔面积 与材料的热膨胀系数λ A0 管道和孔板的开孔直径一般是在20℃时的值， 当稳定发生变化时，其直径也要变化。 孔板： 管道： d d 1 t 20
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五节
流量检测仪表与系统
一、概述
• 流量是指单位时间内流动介质流经管道 （或通道，统称流道）中某截面的数量， 也称瞬时流量。而在某一段时间内流过 的流体总和，即瞬时流量在某一段时间 内的累积值，称为累积流量
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
v
2
2
v
2 gV f f cA f
qv A0 v A0
2 gV f f cA f
A0—环状流通面积；Af—浮力面积（最大） C—阻力系数
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 对流量方程各参数的讨论
– 流量系数 流量系数与锥形管的锥度，浮子的几何形状 以及被测流体的雷诺数等因素有关 – 流体密度 流量刻度与流体密度有关，出厂时流体是用 在标准状态（20℃，760mmHg）下用水和空 气进行标定的，若使用的流体密度不一样， 需要进行刻度修正
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
三、转子流量计
又称恒压降变面积流量计，适用 于中小流量。 • 检测原理 流体在锥形管中自下而上流动， 其中的浮子（转子）将稳定在 模型演示 某一个位置
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
– 对浮子受力分析：
V f f g V f g cA f
– – – – 结构简单，工作可靠 管径D＝50～1000mm 量程比3：1 几乎能测各种工况下的介质， 但不能有脏污物，流体必须 是牛顿流体
标准孔板
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 标准节流装置的设计与计算
– 已知管道内径，节流件开孔直径，取压方式， 被测流体参数等必要条件，根据所测得的差 压值，计算被测流体的流量 – 已知管道内径，被测流体参数，预计的流量 范围以及其他必要条件，要求选择适当的流 量标尺上限、差压上限、节流装置的形式， 并确定节流件的开孔直径
第五章
流量检测仪表与系统
• 取压方式 取压方式(即取压点的位置)不同,流量系数不同， 目前主要的取压方式有：角接取压、法兰取压、 D D 取压法
2
R • 雷诺数 e 表示了流体的流动状态，对于给定的流体和流动 条 件，它反映了流体的流动速度
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 检测原理（主要讨论标准孔板的原理）
– 设流体在水平管中沿轴线方向稳定流动，流 体不对外作功，和外界没有热量交换，流体 本身也没有稳定变化。对于不可压缩理想流 体，则根据伯努利方程
p10
1
v10 2
2
p 20
2
v 20 2
2
A1v1 A2 v2
20 d
D D20 D t 20 1
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
– 流体密度ρ 流量方程式中所用的密度是指被测介质在节流 元件前的工作状态（温度、压力）下的值。当 工作时实际流体密度与设计时不同时，应进行 修正 式中在右上角加“′”的 符号表示实际工作状态下 qm qm 的密度和流量，无上标 “′”的表示设计值
– 精度高 0.2～1.0%。 – 量程比100：1～20：1。 – 几乎不受流体性质变化的影 涡街和旋进流量计 响 –结构简单。 –频率输出，便于数字化测量，f与v成正比
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
五、电磁流量计
• 检ห้องสมุดไป่ตู้原理：基于电磁感应定律
当导电流体（相当于导体）在磁场中作垂直 于磁场方向流动而切割磁力线时，在两电极 上也会产生感应电势，其方向由右手定则判 E BDv 断，其大小为： q D v ，则 因为 4 4B k是仪表常数 E q kqv
• 体积流量
qv Av vdA 单位为
A
m s
• 质量流量
q m Av
A
vdA 单位为 gv
kg s
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 流量检测方法的分类
– 体积流量
• 直接法 （容积法）直接测出 v q 在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不 断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流 量。 椭圆齿轮 腰轮 精度较高 刮板 旋转活塞
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
四、涡街流量计
• 涡街流量计也称漩涡流量计 • 漩涡流量计有两种：一种是应用自然振 荡的卡门漩涡列原理而制成的称为卡门 漩涡流量计；另一种是应用强迫振荡的 漩涡旋进原理而制成的称为旋进式漩涡 流量计
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五节
流量检测仪表
• 漩涡频率的检测
漩涡频率的检测有很多，一般与漩涡发生体 形状有关 – 热电丝——圆柱体 – 热敏电阻——三角柱 – 压电元件——组合式 – 超声波检测元件——三角柱
检测控制仪表与装置
—过程检测系统—
第五章
流量检测仪表与系统
• 涡街流量计的特点
四、容积式流量计
• 常见的容积式流量计有：椭圆齿轮流量 计、腰轮(罗茨)流量计、刮板流量计、活 塞式流量计、湿式流量计及皮囊式流量 计等 • 它是使被测流体充满具有一定容积的空 间，然后再把这部分流体从出口排出
流量检测仪表与系统
• 检测原理（卡门漩涡流量计）
– 若在流体中垂直于流向放置一个圆柱体或棱 柱体，在它下游两侧就会交替出现漩涡，两 侧漩涡的旋转方向相反，并轮流地从柱体上 分离出来，这两排平行的非对称的漩涡列称 为卡门涡街。 – 漩涡发生体是漩涡流量计的核心。漩涡发生 体的形状主要有圆柱形、方柱形和三角柱形， 也有组合式的。