流量检测与仪表定义和特点讲解
流量检测仪表基础知识讲义
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、操纵和监督，需要检测各种流体的流量。
物料总量的计量依旧经济核算和能源治理的重要依据。
流量检测仪表是开展生产，节约能源，先进产品质量，提高经济效益和治理水平的重要工具，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临时刻内流过某一流通截面的流体数量与通过时刻之比，该时刻足够短以致可认为在此期间的流淌是稳定的。
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为流体体积，m3；M为流体质量，Kg；t为时刻；为流体密度，；为流体平均流速，；为流通截面面积，。
在某段时刻内流体通过的体积或质量总量称为累计流量或总流量，它是体积流量或质量流量在该段时刻的积分。
流量检测方法能够回为体积流量检测和质量流量检测两种方式，前者测得流体的体积流量值，后者能够直截了当测得流体的质量流量值。
测量流量的仪表称为流量计，测量流体总量的仪表称为计量表或总量计。
流量计通常由一次装置和二次仪表组成。
一次装置安装于流道的内部或外部，依据流体与之相互作用关系的物理定律产生一个与流量有确定关系的信号，这种一次装置亦称流量传感器。
二次仪表那么给出相应的流量值大小。
流量计的种类繁多，各适合于不同的工作场合。
按检测原理分类的典型流量计列在见下表。
流量计的分类2.容积式流量计容积式流量计是直截了当依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。
容积式流量计能够计量各种液体和气体的累积流量，由于这种流量计能够周密测量体积量，因此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，广泛地用作治理和贸易的手段。
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。
chap04 流量测量及变送
二、流量计构成
1、节流装置
优点
缺点
标准孔板
应用广泛，结构 流体经过孔板后压力损失
简单，安装方便，大，当工艺管道上不允许
适用于大流量的 有较大的压力损失时，便
测量
不宜采用。
标准喷嘴和标准 压力损失较孔板 文丘里管 小
结构比较复杂，不易加工
二、流量计构成
2、标准取压方式（装置） 同一节流元件，相同流量下，
二、流量计构成
1、节流装置 采用标准节流装置进行流量测量，在设计计算时都有统
一标准规定、要求和计算所需要的数据、图表，可直接根据 标准进行设计、制造、安装和使用，不必进行标定，可保证 一定的精度。
1980年ISO（国际标准化组织）正式通过国际标准 ISO5167。这是流量测量节流装置第一个国际标准。
ρ —节流装置上游流体密度； C —流出系数；
ε —可膨胀性系数（液体ε =1；可压缩流体ε < 1）。
一、节流原理
Q
C
1 4
A0
2p / =K
p /
M
C
1 4
A0
2p K
p
β—直径比，β=d/D；
△P —节流装置前后测得的差压；
d — 工作条件下节流件的孔径； D — 工作条件下上游管道内径； A0 —节流件的开孔截面积；
为差压式流量计中的差压计使用。
远传-差压变送器
将△p 线性转换为 Io(4～ 20mA)信号输出 。
二、流量计构成
一体化差压流量计
第二节 差压式流量计
一、节流原理 二、流量计构成 三、流量计算 四、特点和适用场合
传感器与检测技术流量检测
6.2.2.4 靶式流量计
靶：管流中垂直于流动方向安装的圆盘形阻挡件
流体经过时对靶产生作用力，此
作用力与流速有一定关系。
以直径比 d / D
表示流量公式：
1 qV ka D 2
F
靶式流量计结构原理 1—力平衡转换器；2—密封膜片； 3—杠杆；4—靶；5—测量导管
6.2.2.5 浮子流量计
1）测量原理及结构
浮子的力平衡公式：
p Af V f f g
Af ：浮子截面积；V f ：浮子体积
f ：浮子密度
代入节流流量方程式得：
浮子流量计测量原理
qV A0
2 gV f f
Af
A0为环隙面积，与浮子高度h对应
K s qm 4 r
：扭角；K s：扭转弹性系数；
：振动角速度；r：U形管跨度半径
KS 2r sin 2r t ; qm 2 t; vp L 8r
6.3.2.2 热式质量流量计
原理：利用外热源对被测流体加热，测量因流体 流动造成的温度场变化，从而测得流体的质量流量。 流量方程式：
流出系数C： CE，渐进速度系数E：E
1 1 4
；
qV KCE d
2
p
；qm KCE d 2 p
ห้องสมุดไป่ตู้
标准节流装置示意
节流装置取压方式
法兰取压 角接取压
6.2.2.2 均速管流量计
流体流经均速管产生与流量有确定关系的差压信号。
均速管的实用流量方程式：
qV
4
Dv
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
热工参数测量之流量测量
3.质量法 （1）基本原理：通过直接或间接测量与流体质量流量有 关的物理量。 （2）基本形式 - 间接测量形式：测量出流体体积流量后乘以被测流体的 密度（其中密度用密度计测量或流体成分一定时用压力、 温度信号计算）或两个不同类型的流量计组合进行测量。 特点 • 与流体成分和压力、温度等状态参数有关，测量误差比 较大。 • 结构复杂，价格昂贵，应用受到一定限制。
标准孔板的取压方式有角接取压 和法兰取压两种形式。 环室取压 角接取压
压力信号稳定，费 材料，加工麻烦。
前、后环室装在节流件 两边，环室夹在法兰之间， 法兰和环室、环室和节流件 之间有垫片并夹紧。
单独钻孔取压
在孔板夹紧环上打孔取压。
法兰取压
节流件夹持在两块特制的法 兰中间，其间加两片垫片。
标准喷嘴的取压方式仅采用角接取压形式。
五、标准节流装置：符合国际建议和国家标准规定的节流 装置，包括用来产生差压的节流件、取压装置及节流件前 后的测量直管段。 （一）标准节流件：起节流作用，从而产生差压的元件。
1.标准孔板：用不锈钢或其他金属材料制造，具有与管道同心圆形 开孔的薄板，迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆 筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。 特点 - 结构简单，体积小，加工方便，安装容易，节 省材料，造价低。 - 压力损失大，测量准确度低，只能用于测量清 洁的流体。
4 4
qv v 2 4
d '2
d 4 1 D
'
4
d '2
'2 qv d 4 d' 4 1 D
1
2 P1' P2'
流束收缩到最小截面2的位置与流动速度有关，另外 通常用实际固定取压点处的压力P1、P2替代P1’、P2’。
第六章 流量测量(新)
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前 不需要直管段，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
第3章流量检测
平均流速v2
1
2
3
v1
v2
v3
流速
v1
静压
v2
p
v3
pmax p3
p1
p2
根据流体力学中的伯努利方程和流体流动连续性方 程，可以推导得出节流式流量计的流量方程，也就是 差压和流量之间的定量关系式：
质量流量M 的单位:t/h、 kg/h 、 kg/s 体积流量Q的单位: m3/h、 L/h、 L/min 二者的关系：
M=ρQ
ρ—流体的密度
总量指一定时间内流过管道某截面的流体流量 的总和。 即累计流量。 以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是：
t
Q总 =
∫
0
Qdt
M总 =
∫
0
t
Mdt
二、流量检测的主要方法和分类
小。每产生一个旋涡，铂电阻就变小一次。 测量出铂电阻变化 的频率就测定了 旋涡频 率，也就测得了流量。
铂丝阻值的变化频率，采 用一个不平衡电桥进行转换， 经放大和整形，再变换成直流 电流信号输出，供显示，累积 流量或进行自动控制。
铂电阻丝
电桥输出信号频率fv= 2f
例2：超声波检测法 如图所示，A为发射换能 器，发射出超声波。B为接收 换能器，接收A发射的超声波。
第一节 差压式流量计
差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动 的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力 差而实现流量测量。
显示仪表 ＋
差压变送器
Q 节 流 装
一、节流现象与流量基本方程式 1、节流现象 流体在流过节流装置时，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。
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。
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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
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
流量检测
c. 文丘里管 文丘里管有两种标准型式：经典文丘里管与 文丘里喷嘴。文丘里管压力损失最低，有较高的 测量精度，对流体中的悬浮物不敏感，可用于污 脏流体介质的流量测量，在大管径流量测量方面 应用的较多。但尺寸大、笨重，加工困难，成本 高，一般用在有特殊要求的场合。
③节流装置的取压方式
根据节流装置取压口位置可将取压方式分为理论取压、 角接取压、法兰取压、径距取压与损失取压五种:
被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如图 1所示。 所示。
㈠
a)垂直管道差压仪表在管道下方 a)垂直管道差压仪表在管道下方
b) 差压仪表在管道上方
图1 清洁液体时安装示意图
被测流体为清洁的干燥气体时， 被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方 式如图3 式如图3 - 5 所示 ：
㈡
a)垂直管道差压仪表在管道下方 a)垂直管道差压仪表在管道下方 图2
b) 差压仪表在管道上方
清洁干气体时的安装图示意图
㈢被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图3 被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图3
所示。 所示。
图3 测量蒸汽时的安装图示意图
㈣被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图 被测流体为洁净湿气体时，
4 所示
图4
测量洁净湿气体时的安装图示意图
C:三阀组测量 平衡阀防止变送器单相受压和仪表的零点校验
节流式流量计的阻力损失可用下式估算
1 − αβ ∆p δp = 2 1 + αβ
2
（3）节流装置 ） ①标准节流装置的适用条件
a. 流体必须是牛顿流体，在物理学和热力学上是均匀 的、单相的，或者可认为是单相的流体 。 b. 流体必须充满管道和节流装置且连续流动，流经节流 件前流动应达到充分紊流，流束平行于管道轴线且无旋 转，流经节流件时不发生相变。 c. 流动是稳定的或随时间缓变的 。
检测仪表基本知识罗-1
变差
最大绝对差值 标尺上限值 标尺下限值
100 %
仪表的变差不能超出仪表的允 许误差，否则应及时检修。
11
图1-1 测量仪表的变差
检测仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。即 S
x
式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移； Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。
5
检测仪表的品质指标
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100% 0.8%
700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。由 于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差 超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精 度等级为1.0级。
概述 压力检测及仪表 流量检测及仪表 物位检测及仪表 温度检测及仪表
3.1.1 检测过程与测量误差
检测 参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的
过程 变换、实验和计算找到被测量的值。
被测对象
被测 变量
传感器
变送器
显示、控制仪表 (装置)
石油化工自动化及仪表概论7 流量检测及仪表
图7-6 节流装置组成示意图
b.引压管路 由隔离罐（冷凝器等）、管路、三阀组组成。作
用是将产生的差压信号，通过压力传输管道引至差压计。
c.差压计或差压变送器 作用是将差压信号转换成电信号或气
信号显示或远传。
节流装置前流体压力较高，称为正压， 常以“+”标志；节流装置后流体压力较
1
2
3
低，称为负压（注意不要与真空度混淆 ），常以“－”标志。 差压计（差压变送器）安装时必须安装
7.3.2差压式流量计
差压式流量计基于在流通管道上设置流动阻力件，流 体流过阻力件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间 有确定的数值关系，通过测量差压值可以求得流体流量。 最常用的差压式流量计是由产生差压的装置和差压计组成 。流体流过差压产生装置形成静压差，由差压计测得差压 值，并转换成流量信号输出。产生差压的装置有多种型式 ，包括节流装置：如孔板、喷嘴、文丘里管等，以及动压 管、匀速管、弯管等。其他型式的差压式流量计还有靶式 流量计、浮子流量计等。
当流体流过椭圆齿轮流量计时，由于要克服阻力，将会引起
阻力损失，从而使进口侧压力P1大于出口侧压力P2，在此压 力差的作用下，产生作用力矩使椭圆齿轮连续转动。在图71(a)所示的位置时，由于P1>P2，在P1和P2的作用下所产生的 合力矩使A顺时针方向转动。这时A为主动轮，B为从动轮。 在图7-1 (b)上所示为中间位置，根据力的分析可知，此时A与 B均为主动轮。当继续转至图7-1(c)所示位置时，P1和P2作用 在A轮上的合力矩为零，作用在B上的合力矩使B作逆时针方 向转动，并把已吸人的半月形容积内的介质排出出口，这时
(1) 节流式流量计的组成 图7-5为节流式流量计的组成示意图。节流式流量计由
流量检测及仪表(3)
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(2)电动显示部分
LTD系列电远传转子流量计
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转子流量计指示值修正 自学内容
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四、椭圆齿轮流量计
1.工作原理
椭圆齿轮流量计结构原理
通过椭圆齿轮流量计的 体积流量
Q 4nV0
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2.使用特点
适用于高黏度介质的流量测量。
M 1 Q2
Av
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例题分析
举例
1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m3/h ,差 压上限2500Pa。当仪表指针指在160m3/h时,求相应
的差压是多少 (流量计不带开方器)?
解：由流量基本方程式可知
Q F0
2 p
1
流量是与差压的平方根成正比的。当测量的所有条件
都不变时,可以认为式中的α、ε、F0、ρ1均为不变的数。 如果假定上题中的 Q1 = 320m3/h ;Δp1 = 2500Pa ; Q2 = 160m3/h ;所求的差压为Δp2 ,则存在下述关系
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EX
4KBD KD
D
33
注意
只能用来测量导电液体的流量，且导电率要求 不小于水的导电率，不能测量气体、蒸汽及石油 制品等的流量。要引入高放大倍数的放大器，会 造成测量系统很复杂、成本高，并且易受外界电 磁场的干扰。使用中要注意维护，防止电极与管 道间绝缘的破坏。安装时要远离一切磁源。不能 有振动。
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(2)节流装置的安装使用
① 必须保证节流装置的开孔和管道的轴线同心,并使节 流装置端面与管道的轴线垂直。
② 在节流装置前后长度为两倍于管径(2D)的一段管道 内壁上,不应有凸出物和明显的粗糙或不平现象。
流量计种类、特点及应用场合
资料来源：/i_love_tx/blog/static/932222972009127102024477/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。
流量检测仪表的工作原理
流量检测仪表的工作原理流量检测仪表是一种用于测量和监测流体流量的装置。
其工作原理是基于流体通过管道时产生的压力变化，通过测量这种压力变化来计算流体的流量。
下面将详细介绍流量检测仪表的工作原理。
流量检测仪表通常由两个主要部分组成：传感器和计算单元。
传感器负责测量流体通过管道时产生的压力变化，而计算单元则根据传感器提供的数据进行计算和显示。
在工作时，流体通过管道时会产生压力变化。
流量检测仪表的传感器通常被安装在管道上，可以测量到这种压力变化。
传感器通常采用压阻式或压差式测量原理。
其中，压阻式传感器通过测量流体通过管道时的阻力来确定流量；压差式传感器通过测量管道两侧的压力差来计算流量。
传感器将测量到的压力变化信号传递给计算单元。
计算单元根据传感器提供的数据以及预先设定的参数，利用内部的算法来计算流体的流量。
这些参数可能包括管道的直径、介质的密度和粘度等。
计算完成后，流量检测仪表将流体的流量数据显示在仪表的显示屏上。
通常，流量检测仪表会提供多种显示方式，如瞬时流量、累积流量等。
用户可以根据需要选择不同的显示方式。
流量检测仪表还可以提供其他功能，如报警、通信等。
当流体的流量超出预设范围时，仪表可以发出报警信号，提醒用户注意。
同时，流量检测仪表还可以通过通信接口将测量数据传输给上位机，实现远程监测和数据管理。
总结起来，流量检测仪表的工作原理是基于测量流体通过管道时产生的压力变化。
通过传感器测量到的压力变化信号，计算单元可以计算出流体的流量，并将结果显示在仪表上。
流量检测仪表具有精确度高、可靠性强等特点，在工业自动化控制、环境监测等领域有着广泛的应用。
各种流量仪表的原理、优缺点、特点和注意事项
·耐高温、高压：从-80℃至+200℃·可测量低流速介质，流速大于0.1m/s即可测量·可测量粘度大，含有泥沙的介质·计量准确，精度高·压损小，小口径是标准孔板的一半·安装维护简单便捷
2.金属管转子流量计
三．容积式流量计
1.椭圆齿轮流量计
冲击力作用
15~300mm
体积小，流量范围大，测量精度高，
含机械杂质的流体
1.适应于各种不同黏度和含有小颗粒固体杂质2.压力损失小3.振动及噪声很小
1．容积式流量计没有前置直管段要求2.容积式流量计结构复杂,体积大,笨重,尤其较大口径的容积式流量计体积庞大,故一般只适用于中小口径。
3避免附近有大电机、大变压器等，以免引起电磁场干扰；
4.易于实现传感器单独接地的场所；
尽.可能避开周围环境有高浓度腐蚀性气体
1.测量管内无组件，压力损失为零，不易堵塞2。电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。3.无压力损失。4.测量范围大 电磁流量变送器的口径从2.5m到2.6m5.电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量6.测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响
1．尽可能避免测量管内会变成负压；
2.选择振动小的场所，特别对一体型仪表；
二.转子流量计
1.玻璃转子流量计
节流
50mm以下的小流量测量最小可以是1.5~4mm
1.适应于小管径和底流速测量2.用于低雷诺数流体测量3.对上游直管道的长度的要求低4.有较宽的流量范围度。5.压力损失小
1.结构简单，工作可靠，压力损失小，维修方便2.结构简单，价格便宜，使用方便
绝大部分转子流量计必须垂直安装在无振动的管道上，不应有明显的倾斜，流体自下而上流过仪表
流量检测及功能介绍
测量精确度和误差 流量计标出的精确度为基本误差。而现场使用中由于偏离标定条件会产生附加误差，所以要按有关规定计算附加误差。
压力损失 流量计通常是一个阻力件，会给流体造成能量消耗。所以，压力损失大小是流量计选型的一个重要指标。
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2.4.2 典型流量检测仪表 1. 容积式流量计 原理:原理：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。主要用于测量累积流量。 椭圆齿轮流量计
浮子流量计 节流式
(1)测量原理及结构
结构：测量主体由一根自下向上扩大的垂直锥管和一只可以沿锥管轴向上下移动的浮子组成。流体由锥管的下端进入，经过浮子与锥管的环隙从上端流出。
测量原理：浮子受力—重力、流体的浮力和因节流作用而在浮子上下端面产生差压形成的上升力。平衡时，浮子就稳定在一定的位置上，流量增大时，环形截面中流速增加，上下面的静压差增加，浮子向上浮起，在新的位置处，环形流通截面增大，流速降低，静压差减小，达到新的平衡，平衡位置的高度与所通过的流量有对应的关系，这个高度就代表流量值的大小。
（1）体积流量检测方法：容积法（单位时间内排出流体的固定体积数）,速度法（管道内的平均流速乘以管道面积）差压式； 容积式有椭圆齿轮式、腰轮式和皮膜式 差压式有节流式、均速管、弯管、靶式和浮子等 速度式有涡轮、涡街、电磁和超声波流量计等 （2）质量流量检测法：间接法（体积流量乘以密度）和直接法（仪表直接测得）。
磁电转换器：将涡轮的转速转换为电信号。正对着叶轮，永久磁铁产生的磁力线穿过线圈中的铁芯和流量计的壳体，经叶片和空气而闭合。当叶轮在被测流体的推动下转动时，叶片正对着铁芯和偏离铁芯时磁路的磁阻变化最大，此时线圈中磁通发生很大的变化，从而在线圈中感应出交变电势来。电势的频率是叶片通过铁芯处的频率，与叶轮的转速成正比，而叶轮的转速与流体的流速成正比
各种流量计定义及特点
1 概述用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。
有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。
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。
按照目前最流行、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、探针式流量计，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。
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Q 0.12645KrYr Fr D2 P /
M 0.12645KrYr Fr D2 P
, m3 / h , kg / h
式中：D —管道内径mm； ΔP—压差，kPa； ρ —流体体密度，kg/m3。
刘玉长
3.转子流量计
在一个向上略为扩大的均匀 锥形管内，放一个较被测流体密度 稍大的浮子(也叫转子)，当流体自 下而上流动时，浮子受到流体的作 用力而上升，流体的流量愈大，浮 子上升愈高。浮子上升的高度就代 表一定的流量。从而可从管壁上的 流量刻度标尺直接读出流量数值。
利用传感器测量管上对称配置的电 极引出感应电势，经放大和转换处理后， 仪表指示出流量值。
刘玉长
测量原理
当流体连续流过节流孔时，在节 流件前后由于压头转换而产生压差。 对于不可压缩流体例如水，节流前后 流体的密度保持不变。
流体流经节流孔前 后的流态变化
刘玉长
则不可压缩流体的体积流量Q与质量流量M为:
Q AdV2
1 2 4 Ad
2P
=
Ad
2P
(5)
M
Q
Ad
2P
其中 / 1 2 4 称为流量系数，它是一个
综合性系数，其值与节流件的类型、取压方式、 直径比及雷诺数等因素有关，由实验确定。
刘玉长
对于空气、煤气、水蒸汽等可压缩流体，流体 流经节流装置前后的流体密度会发生变化，故应引入 一个可膨胀系数ε，则可压缩流体的流量基本方程为：
Q CE Ad
2 P
M CE Ad 2P
, m3 /s , kg/s
刘玉长
阿牛巴(Annubar)流量计 阿牛巴是一种均速流量探头，配以差压变送器和流量积算器而组成
阿牛巴流量计，也属于差压式流量测量仪表，用来测量一般气体、液体和 蒸汽的流量。
适用范围： 管径D=25~2500mm(特殊达5000mm)， 工作压力≤5MPa， 工作温度≤400℃， 雷诺数ReD≥104， 流速要求气体5m/s， (液体为0.5m/s，蒸汽为9m/s以上。)
⑴ 速度式流量计：通过测量流体在管道内的流速来计算流量。 ⑵ 容积式流量计：以单位时间内根据所推出流体固定容积数作为 测量依据来计算流量。
刘玉长
1. 差压流量计 2. 均速管流量计 3. 转子式流量计 4. 容积式流量计 5. 涡轮流量计 6. 电磁流量计 7.旋涡式流量计
刘玉长均速管流量计
均速管又称为均速流量传感器或均速探头，它通过测 量管道内流动流体的速度压力——流速来测量流量。
均速管流量探头主要有阿牛巴(Annubar)、威力巴 (Vrabar)、威尔巴(Wellbar)、德尔塔巴(Deltaflow)、托巴 (Torbar)、双D巴等几种。它们的共同特点都是结构简单的插 入式探头，适于测量气体、蒸汽和液体的流量，管道内径从 十几毫米到几米，使用范围很广。一般要求雷诺数 104≤ReD≤107，测量准确度通常为(1~3)％。
刘玉长
总压管面对气流方向开有四个取压孔，所测量的是该四个环形截面的 流体总压头(包括静压头和动压头)，在总压管内另插入一根引压管，由它引出 四个总压头的平均值P1，静压管装在背着流动方向上，取压孔在管道轴线位 置上，引出流体的静压头P2。
1-总压管 2-静压管
刘玉长
将P1、P2分别引入差压变送器，测出两者的压差ΔP，ΔP便是流体的平均 速度头。根据柏努力方程式从平均速度头可求出流体平均速度和流量，实用流 量方程式如下：
1.3 流量检测与仪表
流量是指单位时间内流过管道或特定通道横截面的流体数量， 称为瞬时(平均)流量。流量分体积流量(Q或qv表示)与质量流量(M或qm 表示)，
体积流量 是流体平均流速V与流经管道横截面积A乘积，即Q=AV； 单位:L/S 、m3/h 质量流量 M=Qρ, 单位: kg/s t/h 流量计类型很多，常分为以下两类：
Q=nV0 式中，n — 转动的次数，r/s(转∕秒)。
因为计量室的容积是已知的，故只要测出旋转体的转动次数，根据计 量室的容积和旋转体的转动频率，求出流体的瞬时流量和累计流量。
刘玉长
椭圆齿轮流量计
在流体差压 (p1-p2)作用下，推动椭圆齿轮A和B反方向旋转，不 断地将充满半月形固定容积中的流体推出去，其转动与充液排液过程如 图。齿轮每转一周就推出四个半月形容积的流体，从齿轮的转数可计算 出排出流体的总流量。椭圆齿轮的转动通过减速传动机构带动指针与机 械计数器，仪表盘中间的大指针指示流体的瞬时流量，经过齿轮计数器 显示体积总流量。
刘玉长
1-涡轮；2-轴承；3-永久磁钢； 4-线圈；5-外壳；6-导流器
6. 电磁流量计
当被测流体垂直于磁力线方向流动而 切割磁力线时，在与流体流向和磁力线 垂体直积方流向量上Q的产关生系感为应:电势Ex(伏)，Ex与
Ex=4B/(πD)Q×10-3=KQ
式中， K为仪表常数，决定于仪表几何尺 寸及磁场强度。
Q A0
2CS (S )g AS
刘玉长
4.容积式流量计
应用容积法测量流体流量的仪表，称为容积式流量计。它有一个已 标定容积的计量室，容积是在仪表壳体与旋转体之间形成的。当流体经过 仪表时，利用仪表入口和出口之间产生的压力差，推动旋转体转动，将流 体从计量室中容积V0一份一份地推送出去。所推送出的流体流量为
刘玉长
椭圆齿轮转动与充液排液过程
(1) t=0,θ=0°，流体进入计量室； (2) t=T/8,θ=45°，流体排出计量室； (3) t=T/4,θ=90°，流体全部排出，开始下一个
循环，每次周期完成4次计量。
刘玉长
5.涡轮流量计
(一)电磁感应涡轮流量计 涡轮是用高导磁的不锈钢制
成的，涡轮体上有数片螺旋形叶 片(故也称叶轮流量计)，整个涡轮 支承在前后两个摩擦力很小的轴 承内。流体流动推动涡轮旋转(涡 轮旋转速度与流体速度相当)，通 过测量涡轮转速而测定流量。
流体流经节流件时，流束收缩引起压头转换而在节流件前后 产生静压力差，该压差与流过的流量之间存在一定的关系，通过测量 压差而求出流量的一种流量计通称节流装置，也称为差压装置。节流 装置结构简单，性能稳定，使用维护方便，且有一部分已标准化，是 目前应用最多的一种流量计。常用标准节流装置有孔板、喷嘴及文丘 里管，如下图所示。