传感器与检测技术_第7章7.2 差压式流量计
差压式流量计的原理
差压式流量计的原理
差压式流量计是一种常见的流量测量仪器，它基于差压原理来测量流体的流量。
其原理如下：
1. 组成结构：差压式流量计由流体流经的管道和装置在管道上下游安装的两个压力传感器组成。
通常，这两个传感器被称为静压传感器和差压传感器。
2. 压力测量：当流体流经管道时，它会形成压力差，即上游和下游的压力不同。
静压传感器分别测量上游和下游的静压力，而差压传感器测量上游和下游的压力差。
3. 测量原理：差压式流量计通过测量上下游的压力差来计算流体的流量。
这是根据伯努利原理推导出的，即当流体通过管道时，其速度增加，压力将降低。
根据压力差和管道的几何属性，可以推导出流量的数学表达式。
4. 输出信号：通过将差压传感器和静压传感器的测量信号输入到流量计的处理单元中，可以计算出实时的流量值。
该值可以显示在流量计的显示屏上，并且还可以输出为标准的电信号，以便用于其他设备或控制系统。
总结起来，差压式流量计通过测量流体流经管道上下游的压力差来计算流体的流量。
其原理基于伯努利定律，并通过压力传感器和处理单元来实现流量的测量和输出。
差压式流量计的检测原理、误差分析及检定
差压式流量计的检测原理、误差分析及检定差压式流量计是目前工业测量中最为常用的一种气液体流量的计量仪器，其原理是通过流体流经管道时的阻力与流体流量存在一定的关系，利用这个关系即可获得流体的流量。
差压式流量计根据具体用途可以分为很多小类，其中在工业计量中应用极为广泛的是节流式流量计。
本文以差压式流量计为研究对象首先将对其检测原理做一说明，然后对检测误差和检定手段进行讨论。
1 差压式流量的原理和组成1.1 工作原理当流经管道的流体充满管道的时候，流体的会在仪器节流件位置发生局部收缩。
致使局部流量增大，而同时此处的静压力减小，因而流体在节流件位置会产生一个压力差，压力差会随着流量的增大而增大，凭借压力差便可以度量流体的流量大小。
1.2 流量方程的计算在差压式流量计节流部件形状和尺寸一定的情况下，流体在流经流量计的阻力件前后所产生的差压与流量存在一定的数学函数关系。
如下列公式可知：根据连续性方程和伯努利方程，结合体积流量方程（1）和质量流量方程（2）：2 差压式流量计的误差分析2.1 仪器本身产生的误差（1）环室尺寸产生台阶、偏心；（2）节流件附件产生台阶、偏心；（3）孔板厚度误差；（4）管径尺寸与计算不符；（5）孔板上游端面平度；（6）孔板人口直角锐利度；（7）取压位置；（8）焊接、焊缝突出；（9）取压孔加工不规范或堵塞；（10）节流件不同轴度。
2.2 安装误差管线在布设时出现偏差，这种偏差所造成的流量计的安装误差是广泛存在的，究其原因是布设管线难以满足流量计所需的直管段要求的长度。
2.3 流量计的内部器材变化可归纳为以下6种情况：（1）流量计入口边缘破损或变钝；（2）测量管中存在脏污阻塞；（3）流量计管端面臟物阻塞；（4）流量计孔板变形；（5）测量常数与标准规定不相符合；（6）流量计管道内部粗糙度增加，且变化不定。
上述因素直接对差压式流量计的计量准确度产生影响。
3 选择合适的检定方法对于差压式流量测量仪表的检定工作而言，目前常采用实流检定与干式检定等主要方法。
差压式流量计原理
差压式流量计原理
差压式流量计是一种常用的流量测量仪器，其原理是基于伯努利定律和泊松方程。
在流体流经管道的狭窄部位时，由于管道截面积变小，流速就会增加，此时静压力就会下降。
根据伯努利定律，这种静压的下降会导致总压力的下降。
因此，在狭窄部位前后分别测量静压力和总压力的差值，就可以确定流量。
差压式流量计通常由流量传感器、差压变送器和显示仪表等组成。
流量传感器通常采用的是节流装置、喷嘴或者类似的装置，用来使流体在其中产生差压。
差压变送器则用来将差压信号转换成标准信号进行输出。
显示仪表则用来显示流量值。
在使用差压式流量计时，需要注意以下几点：
1. 流量传感器应该被正确地安装在管道中，以确保其可以产生
准确的差压信号。
2. 差压变送器应该被正确地校准，以确保其输出的信号准确无误。
3. 在使用差压式流量计时，应该注意管道中的流体要具有一定
的稳定性，以确保测量结果的准确性。
总之，差压式流量计是一种非常实用的流量测量仪器。
只要正确地安装和使用，就可以得到准确的流量值。
- 1 -。
差压式流量传感器测量流量的基本原理
差压式流量传感器测量流量的基本原理
差压式流量传感器是一种常用的流量测量装置，其基本原理如下：
1. 差压测量：差压式流量传感器通过测量流体在管道中形成的压差来计算流量。
当流体通过管道时，会形成一个差压，即流体在管道的两侧产生的压力差。
差压传感器通过测量这个压差来间接测量流量。
2. 法向孔流量计算：差压传感器通常使用法向孔来测量压差。
流体从一个大的管道通过一个孔流入到一个较小的管道中，在流体流过孔的过程中产生压力差。
根据波利亚角度公式和流体力学原理，可以计算出流体的流量。
3. 压力传感器：差压传感器通常使用两个压力传感器来测量管道两侧的压力。
一个传感器位于管道的上游，另一个传感器位于管道的下游。
这些传感器可以测量压力差，并将其转换为电信号。
4. 流量计算：通过将差压传感器的输出信号与相应的流量-差压关系进行比较，并结合管道的几何参数和流体的特性参数，可以计算出精确的流量。
总之，差压式流量传感器利用差压测量原理来测量流体在管道中的流量。
通过测量流体在管道两侧的压力差，实现对流量的间接测量。
差压流量计讲义课件
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标准取压装置
标准取压装置是国家标形中规定的两种取压装置，即 角接取压装置和法兰取压装置。其中角接取压适用于 孔板和喷嘴，而法兰取压仅用于孔板。 (1)角接取压装置 角接取压装置可以采用环室或夹紧环(单独钻孔) 取得节流件前后的差压。 （2）法兰取压装置 法兰取压装置由两个带取压孔的取压法兰组成。
(1)角接取压: 上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面 处。角接取压包括单独钻孔和环室取压。如图3—7中l—l 位置。
(2)法兰取压：上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游 侧端面之间的距离均为25.4±0.8mm（1inch)。取压孔开 在孔板上下游侧的法兰上．如图3—7中2—2位置．
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（3)径距取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距 离为1Dm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔极下游端面的 距离为0.5Dm。如图3—7中的3.3位置（Dm管道直径）。 (4)理论取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距 离为l Dm±0.1Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板上游端面 的距离因 值不同而异。该距离理论上就是流束收缩到最 小截面的距离。如图3—7中的4—4位置。 (5)管接取压：上游侧取压孔的轴线至孔板上游端面的距 离为2.5Dm，下游侧取压孔的轴线至孔板下游端面的距离 为8Dm．如图3—7中的5—5位置．该方法使用很少．
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常用的节流装置
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标准孔板是用不锈钢或 其它金属材料制造的薄 板，它具有圆形开孔并 与管道同心，其直角入 口边缘非常锐利，且相 对于开孔轴线是旋转对 称的。标准孔板的形状 如图所示．
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标准喷嘴即ISAl932喷嘴 ．它是一个以管道喉部开 孔轴线为中心线的旋转对 称体，由两个圆弧曲面构 成的入口收缩部分及与之 相接的圆筒形喉部所组成 ．其结构如图3—4所示
差压式流量计工作原理
差压式流量计工作原理
差压式流量计是一种常用的流量测量仪器，其工作原理基于差压原理。
它利用流体在管道中产生的差压来计算流量。
差压式流量计包含三个基本组件：测量管道、差压传感器和계산机。
首先，测量管道将流体引导到差压传感器中。
差压传感器由一个横跨管道的导管和两个压力传感器组成。
导管的作用是将流体分流，使其在两个压力传感器上形成不同的压力。
当流体通过差压传感器时，由于流体运动速度的不同，会在导管两侧产生不同的压力。
一个压力传感器位于导管较窄部分，称为"窄口压力传感器"，另一个位于导管较宽的部分，称为"宽口压力传感器"。
差压原理表明，流体通过狭窄管道时速度增加，压力降低；通过宽闊管道时速度减小，压力增加。
因此，窄口压力传感器测量到的压力较低，宽口压力传感器测量到的压力较高。
差压传感器接收到两个压力信号后，会将其转换为电信号并传送给计算机进行处理。
计算机会根据压力的差异计算流体在管道中的流量，这个差值可以通过流体力学定律获得。
最后，计算机会将计算得到的流量数据显示出来，供操作人员参考。
总结起来，差压式流量计通过测量流体在管道中产生的差压来计算流量。
利用差压传感器测量到的两个压力信号，计算机可以计算出流体的流量，并将结果显示出来。
这种测量方法简便可靠，被广泛应用于工业和实验领域。
差压式流量计ppt
第一节 差压式流量计
二 其它差压流量计 1.均速管流量计
(1)均速管流量计概述 均速管始于20世纪60年代。它的结构简单，容易加 工，成本低廉，不可恢复的压力损失小，大约只相当于 节流装置的百分之几；流量传感器是插人式探头，安装 简易，可以不断流进行装卸和维护，而且性能稳定。
第一计测量原理
(1)节流的概念 节流就是流体在流动 中因流通面积变小而受到 局部收缩的现象。
第一节 差压式流量计
(2)测量原理 对于一定形状和尺寸的 阻力件，一定的测压位置和 前后直管段，在一定的流体 参数情况下，阻力件前后的 差压与体积流量之间有一定 的函数关系。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
第一节 差压式流量计
c.圆缺孔板
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
3.节流装置的其它辅件
(1)冷凝器 被测流体是蒸汽或 湿气体时，在导压管内 要积存凝结水。为了使 前后导压管内液位高度 保持不变或相等，常采 用冷凝器。
第一节 差压式流量计
(2)集气器和沉降器 当被测介质为液体时，为防 止液体中析出的气体进入差压 计，引起测量误差，我们常在 导压管的最高处放置集气器。 集气器上有排气阀，可定期排 出积存的气体。 为了防止液体中析出的沉淀 物堵塞导压管，我们又在导压 管的最低处放置沉降器及排污 阀，以便定期排除污物。
qv C 1
4
4
d2
2
p
4
d2
2
p
qm
C
1 4 4
d 2 2 p
4
d 2 2 p
第一节 差压式流量计
对于可压缩流体，考虑到节流过程中流体密度的变化而 引入流束膨胀系数ε进行修正采用节流件前的流体密度ρ， 由此流量公式可更一般的表示为：
差压式流量测量系统(课件)
节流式流量计的使用特点和要求
➢ 标准孔板应用广泛，它具有结构简单、安装方便的特点，适用于大流量的测量。 ➢ 孔板测量的压损大，当不允许有较大的管道压损时，便不宜采用。在一般场合下，仍采用
Ø把流体流过阻力件使流束收缩造成压力变 化的过程称节流过程，其中的阻力件称为 节流件。
Ø作为流量检测用的节流件有标准的和特殊 的两种。
Ø标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标 准文丘里管。
Ø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 数据及程序，可直接按照标准制造；安装 和使用时不必进行标定。
（2）均速管（阿牛巴、威立巴）可自动平 均各测点得到的差压，求取截面的平均流 速和体积流量。
检测杆 全压孔
全压均 值管
静压引 压管
静压孔
2、均速管的工作过程
1)均速管的迎流面上有四个取压孔，测取此四点的 全压，取平均后被引出；此四孔的位置用切比 雪夫数值积分法确定 r1/R=±0.4597 ,r2/R=±0.8881(r为取压孔距管道 中心的距离）
二、流量测量方法
1、按输出信号分
➢ 脉冲信号输出，例：涡轮流量计，涡街流量计
➢ 模拟信号输出，例：差压流量计、转子流量计
2、按测量原理分 ➢ 容积法:利用液体单位时间内连续通过固定体积的
数目。 椭圆齿轮流量计, 腰轮流量计，刮板式流量计 ➢ 速度法:以测量流体在管道内的流动速度作为测量
依据的仪表。差压流量计，涡轮流量计，涡街流 量计，电磁流量计，超声波流量计。 ➢ 质量式：以测量流体质量作为测量依据的仪表
差压式流量计
直管段长度不符合要求而引入的 0.5% 附加不确定度，应加在流出系数C上
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差压式流量计家族
标准节流式流量计 非标准节流式流量计 均速管流量计 浮子流量计 楔形流量计 弯管流量计 层流流量计 V锥体流量计
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d 50
50 D 630 100 D 800 50 D 250 200 D 1200 65 D 500
0.2 0.80 0.3 0.75 0.4 0.75 0.4 0.70 0.3160.77
5
104 Re 107 2×105Re2×106 2×105Re1×106 2×105Re2×106 1.5×105Re2×106
C f (Re, )
40
具体步骤
1.根据节流件的形式，假设一流出系数 C0
对于孔板，可设 C0 = 0.5961 + 0.0261 2 0.216 8 对于喷嘴，可设 C0 = 0.9900 + 0.2262 4.1
2.计算变量X1 = C0 A1
3数.根C1据。X差1（值qm11）= A计1 算X雷1 诺/ C数1 ReD ，计算流出系
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标准节流式流量计
标准节流式流量计:
标准节流装置（一次元件，传感器） 差压计（或差压传感器+显示仪表） 差压信号管路（连接件）
标准节流装置:
标准节流件 标准的取压装置 符合要求的节流件前后直管段
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标准节流装置
上游测量管
取压装置 节流件
流向
导压管 下游测量管
差压流量计
测量误差
• 安装注意事项：
– 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。 – 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。 – 任何局部阻力 (如弯管、三通管、闸阀等)均会引 起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。 所以在节流装置的上、下游必须配置一定长度 的直管。
2
1
p1
p2
qm A0 21 p1 p2
• 为流量系数， 称为可压缩流体的膨胀性系 数
差压流量计工作原理
动压能与静压能变化图：
一、差压流量计工作原理
工作原理:
流体在管道截面I以前，以一定的速度V1流动，管内 静压力为P1。在接近孔板时，由于遇到节流装置孔 板的阻挡，靠近管壁处流体的有效流速降低，一部 分动压能装换成静压能，则孔板前近管壁处的流体 静压力升高至P2，并且大于管中心处的压力，从而 在孔板入口端面处产生径向压差，使流体产生收缩 运动。此时管中心处流速加快，静压力减小。由于 流体惯性运动，流体流过孔板后，流束逐渐扩大在
– 不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工 制造；
– 更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等；
– 才能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。
测量误差
• 误差产生的原因
– – – – – 被测流体工作状态的变动。 节流装置安装不正确。 孔板等入口边缘的磨损。 导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象。 差压计安装或使用不正确。
节流式流量计的安装与使用
• 节流件的安装 :垂直度 ，同轴度 • 取压口位置的安装
• 液体 气体 • 差压信号管路的安装
蒸汽
测量液体流量时的信号管路
差压式流量计依据的原理
差压式流量计依据的原理差压式流量计是一种常用的流量测量仪表，它适用于液体、气体以及蒸汽等流体的流量测量。
差压式流量计的原理主要是基于伯努利方程和毛细管定律，并借助差压变送器来实现流量的测量。
伯努利方程是流体力学中的基本方程，它描述了一个非粘性、不可压缩的流体在定常流动时，速度增加则压力降低的关系。
伯努利方程可以用来解释差压式流量计的工作原理。
其数学表达式为：P1 + 0.5ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 0.5ρv2^2 + ρgh2其中，P1和P2分别为流体在流量计两侧的压力，ρ为液体（气体）的密度，v1和v2分别为流体在两侧的流速，g为重力加速度，h1和h2分别为流体在两个测量点处的高度。
可以看出，当流速增加时，压力会相应降低。
差压式流量计是基于伯努利方程中的差压原理来进行流量测量的。
差压式流量计通常由一个流量管和一个差压变送器组成。
流量管的构造和形状会对流体的流速和压力产生影响。
一般情况下，流量管的形状为圆形和矩形等。
流量管中存在一个狭窄的缩喉，称为测压孔，用于测量流体的压力差，通常位于流入口和流出口之间。
差压变送器是差压式流量计的关键部件，它用于测量流体在流量管中的压力差。
差压变送器通常包括压力传感器和信号转换模块。
压力传感器用于感知流体的压力差，将其转换为电信号，然后通过信号转换模块对电信号进行处理和转换，最终输出与流量相关的信号。
当流体通过流量管时，由于流道的收缩，流速增加，流体的压力就会降低，此时流体在测压孔的两侧产生了压力差。
差压变送器感知到这个压力差，将其转换为电信号。
根据流体力学的原理和测压孔的位置，可以通过测量流体的压力差来确定流体的流速和流量。
差压式流量计通常提供了一个标定曲线，用于将变送器输出的电信号转换为对应的流量数值。
标定曲线是通过实验测定的，根据流体的性质和流道的构造，可以确定出不同压力差与对应流量之间的关系。
因此，通过差压变送器输出的电信号可以转换为流体的实际流量。
差压式流量计工作原理
差压式流量计工作原理差压式流量计是一种常用的流体测量仪器，广泛应用于工业生产和实验室研究中。
它通过测量流体在管道中的压力差来确定流体的流量，具有结构简单、精度高、适用范围广等优点。
下面将介绍差压式流量计的工作原理。
首先，差压式流量计由主要构件差压孔板、差压变送器和显示仪表组成。
流体通过差压孔板时，由于孔板两侧的流速不同，就会产生一个压力差，这个压力差与流体的流量成正比。
差压变送器通过感应这个压力差，将其转化为标准信号输出，然后显示仪表对信号进行处理，最终显示出流体的流量值。
其次，差压式流量计的工作原理可以用一个简单的公式来描述，Q=K√ΔP。
其中，Q表示流体的流量，K是一个与差压孔板结构相关的常数，ΔP表示差压孔板两侧的压力差。
由此可见，差压式流量计测量流体流量的关键在于测量差压孔板两侧的压力差，通过这个压力差与流量的关系来确定流体的流量值。
再次，差压式流量计的工作原理还涉及到流体的物理性质和流体力学原理。
在流体通过差压孔板时，会产生压力损失，这种压力损失与流体的密度、粘度、流速等参数有关。
因此，在实际应用中，需要根据流体的性质和工艺要求选择合适的差压孔板结构和参数，以确保流量计的准确性和稳定性。
最后，差压式流量计的工作原理还需要考虑流体的状态和流动特性。
在不同的流体状态（如液体、气体、蒸汽等）和不同的流动特性（如湍流、层流等）下，差压式流量计的工作原理会有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据流体的实际情况对流量计进行调试和校准，以确保其准确可靠地工作。
总之，差压式流量计的工作原理是基于流体力学原理和压力差测量原理的，通过测量流体在管道中的压力差来确定流体的流量。
在实际应用中，需要综合考虑流体的性质、状态和流动特性，选择合适的差压孔板结构和参数，并进行调试和校准，以确保流量计的准确性和稳定性。
差压式流量计的工作原理
差压式流量计的工作原理
差压式流量计是一种常用的工业流量测量仪器，它利用管道中的流体产生的压
力差来测量流体的流量。
其工作原理主要基于伯努利方程和皮托管原理。
下面将详细介绍差压式流量计的工作原理。
首先，差压式流量计的核心部件是由两个测压孔连接的测压管。
当流体通过管
道时，管道中的流体速度会发生变化，根据伯努利方程，流体速度增加时，压力就会下降。
因此，在管道中设置两个测压孔，分别测量流体的静压和动压，通过这两个压力的差值来计算流量。
其次，测压管中的测压孔一般设置在管道的两侧，一个测量静压，一个测量动压。
静压是流体静止时的压力，而动压是由于流体速度产生的压力。
通过这两个压力的差值，可以计算出流体的流速，进而计算出流量。
再者，差压式流量计中常用的测压元件是皮托管。
皮托管是一种测量流体速度
的装置，它利用了流体动能和静压的原理。
当流体通过皮托管时，由于管口的设计，流体的动能会转化为静压，通过测量静压和动压的差值，可以计算出流体的流速。
此外，差压式流量计还需要根据流体的密度来进行修正。
因为流体的密度不同，同样的流速所产生的压力差也会不同。
因此，在实际应用中，需要根据流体的密度来进行修正，以获得准确的流量测量结果。
总之，差压式流量计利用管道中流体产生的压力差来测量流体的流量，其工作
原理基于伯努利方程和皮托管原理。
通过测量流体的静压和动压的差值，再根据流体的密度进行修正，可以准确地测量流体的流量。
差压式流量计在工业领域有着广泛的应用，是一种可靠、准确的流量测量仪器。
差压流量计课件-
¡ 3.差压变送器的安装:
¡ 1.应尽量安装在便于观察读数和平时检修的区域 ¡ 2.避免装设在高温设备周围 ¡ 3.测量介质为液体或蒸汽时应加装保温箱, 部分气
体介质也需要加保温箱, 做好防冻防水
差压式流量计日常维护及注意事 项
¡ 1、检查节流件装置、截止阀、引压管、仪表阀及接 头是否有泄漏和腐蚀情况
¡ 3.高压测管路泄漏或破裂；（更换三阀组或 导压管路）
¡ 三、指示比正常偏低
¡ 1.高压侧管路有泄漏；（排除泄漏点）
¡ 2.平衡阀不严或未关紧（关紧平衡阀或 更换新阀）
¡ 3.高压侧管路中空气未排干净（打开高 压侧排污阀）
¡ 4.差压计零位漂移（调零）
¡ 5.正负压管路伴热不均匀（调整正负压 伴热阀门开度大小）
¡ 差压式流量计的安装主要包括以下三部分 ¡ 1.节流装置的安装 ¡ 2.差压信号管路的安装 3.差压变送器的安装
1.节流件的安装
¡ （1）节流件入口端面要与管道轴线垂直, 其偏差 不得超过1度。
¡ （2）必须保证节流件与管道同心 ¡ （3）采用已知热膨胀系数的材质制造管道和节流
件, 保证能自由膨胀, 避免变形 ¡ （4）加紧节流件的密封垫片, 其厚度一般为
流量与差压的关系
¡ 质量守恒: 流体在一个封闭的管道中流动，当遇到节 流件时，在节流件前后它的质量是不变的，用连续性 方程表示为: V1*A1*ρ 1=V2*A2*ρ2（液体为: V1*A1=V2*A2） 能量守恒: 用伯努利方程来表示为是 指封闭管道中流体的压力和流速有如下的关系:
¡
差压式流量计的安装
¡ 2、定期排污（水、污物、残留气体等），保证引压 管畅通，减少附件误差，测量气体时表中无水，测量 液体时表中无气
差压式流量计PPT课件
第二节 转子流量计
2.电动显示部分
图3-11 LTD系列电远传转子流量计
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第三节 漩涡流量计
精度高、测量范围宽、没有运动部件、无机械磨损、维护方 便、压力损失小、节能效果明显。
图3-12 卡门涡列 (a)圆柱涡列； (b)三角柱涡列
漩涡流量计是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体 流量的仪表。
MQ 或 QM
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
t
t
Q 总 0Q,d t M 总 0Md t
流量计：测量流体流量的仪表。
计量表：测量流体总量的仪表。
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概述
1.速度式流量计
以测量流体在管道内的流速作为测量依据来 计算流量的仪表。
分
2.容积式流量计
类
以单位时间内所排出的流体的固定容积的数 目作为测量依据来计算流量的仪表。 3.质量流量计
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概述
介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以 及进行经济核算所必需的一个重要参数。
定义
流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体 数量的大小，即瞬时流量。
总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总 和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。
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概述
质量流量M
体积流量Q
图3-1 孔板装置及压 力、流速分布图
注意
要准确测量出截面Ⅰ、Ⅱ处的 压力有困难，因为产生最低静压 力p2′的截面Ⅱ的位置随着流速的 不同会改变。因此是在孔板前后 的管壁上选择两个固定的取压点， 来测量流体在节流装置前后的压 力变化。因而所测得的压差与流 量之间的关系，与测压点及测压 方式的选择是紧密相关的。
《差压式流量计》课件
差压变送器
差压变送器是差压式流量计中的信号处理部分，用于 将节流装置产生的压差转换成电信号或数字信号。
差压变送器通常由传感器、放大器和显示单元组成， 传感器部分负责感知压力变化，放大器部分负责信号
处理，显示单元负责输出测量结果。
差压变送器的精度和稳定性对流量计的整体性能有很 大影响，因此需要选择高精度、低误差的变送器。
06 差压式流量计的发展趋势与展望
CHAPTER
技术发展趋势
高精度测量
随着工业自动化和测量技术的进 步，差压式流量计正朝着高精度 、高稳定性的方向发展，以满足
更严格的工艺控制要求。
智能化
差压式流量计正与物联网、大数 据、云计算等先进技术融合，实 现远程监控、数据自动处理和故 障预警等功能，提高设备的智能
根据精度要求选择
根据测量需求的精度要求，选 择具有合适精度的差压式流量
计。
安装要求
确保管道连接正确
按照厂家提供的安装说明，正确连接差压式 流量计的入口和出口管道。
保持管道清洁
在安装过程中要确保管道内部清洁，防止杂 质和污染物进入差压式流量计。
安装位置合理
为了获得准确的测量结果，应将差压式流量 计安装在尽可能减少流体扰动的地方。
差压式流量计的测量结果受流体物性的影 响较大，如密度、粘度等，因此需要针对 不同的流体介质进行校准。
测量范围有限
差压式流量计的测量范围相对较窄，对于 大流量或高流速的流体测量可能会存在一 定误差。
使用注意事项
确保直管段长度满足要求
在安装差压式流量计时，应确保上游和 下游直管段的长度足够，以减小流体扰
国际化合作
加强国际间的技术交流与合作，引进国外先进技 术，推动差压式流量计的国际化发展，提升国际 竞争力。
7.2 差压式流量计解析
（1）标准孔板 同心直角边缘孔板
标 准 孔 板 图
孔板的三种取压方式
表7.2.3 标准孔板使用范围（d和D的单位用mm）
角接取压
5000≤Re （0.20≤β≤0.45）
10000≤Re （0.45<β）
法兰取压 d≥12.5
50≤D≤1000 0.20≤β≤0.75
D（D/2） 取 压
1260β2D≤Re
（2）标准喷嘴
ISA 1932喷嘴 长径喷嘴
ISA 1932喷嘴
长径喷嘴
2. 非标准节流装置
（1）低雷诺数：1/4圆孔板，锥形入口孔板，双重孔板， 双斜孔板，半圆孔板等；
（2）脏污介质：圆缺孔板，偏心孔板，环状孔板，楔 形孔板，弯管节流件等；
（3）低压损：罗洛斯管，道尔管，道尔孔板，双重文 丘里喷嘴，通用文丘里管等；
差压节流式流量计
节流装置是差压式流量传感器的流量敏感检测元件，是安 装在流体流动的管道中的阻力元件。所谓节流装置，就是在 管道中段设置一个流通面积比管道狭窄的孔板或者文丘里喷 嘴，使流体经过该节流装置时，流束局部收缩，流速提高， 压强减小。常用的节流元件有孔板、文丘里管。 它们的结构 形式、相对尺寸、技术要求、管道条件和安装要求等均已标 准化，故又称标准节流元件。 节流式流量计的缺点是流体通过节流装置后，会产生不可逆
（4）节流装置应正确安装。 （5）接至差压变送器的压差应该与节流装置前后压差相一致，这就
需要正确安装差压信号管路，信号管路安装举例(如下)：
① 被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如图 所示。
a)垂直管道差压仪表在管道下方
b) 差压仪表在管道上方
清洁液体时安装示意图
② 被测流体为清洁的干燥气体时，导压管路安装方 式如图所示 ：
07检测技术二
Process Control & Instrumentation Technology
在线成份分析仪使用注意事项 取样及预处理
在取样时要保证取出的样品有代表性，为减 小测量时滞，取样管线应尽量短。
测量滞后问题
力求选用响应速度快的分析仪表和滞后小的 取样及预处理系统。
分析仪的标定
必须定期标定仪表。
Process Control & Instrumentation Technology
流量的基本概念及单位
单位时间内流过管道横截面的流体数量，称为 瞬时流量。 当流体的数量以体积表示时，称“体积流量， 记作qv。 当流体的数量以质量表示量，称“质量流量”， 记作qm。 在某一段时间内流过管道横截面的流体总和称 为总（流）量或累积流量，记为qΣ。 通常指用来测量瞬时流量的仪表叫流量计，而 用来计总量的仪表称为计量表。
单法兰 双法兰式
Process Control & Instrumentation Technology
压力表的安装 测点要选在前后有足够长的直管段上；取 压管的端面与生产设备连接处的内壁保持 平齐，不应有凸出物或毛刺。 安装地点应力求避免振动和高温的影响。 测点与压力计之间应加装切断阀门，以备 检修压力计时使用。切断阀门应装在靠近 测点的地方。
Process Control & Instrumentation Technology
伯努利方程
流速为υ，密度为ρ，静压力为p，则当流体充满 水平管道流动时，其能量方程为
v2 + = 常数 ρ 2 p
第一项为静压能，第二项为动压能（动能）。 在同一管道的任一横截面上，流体动能及其静 压能的总和不变。 在一定条件下，这两种形式的能量可以在总能 量不变的前提下相互转换。
差压式流量计
第六节差压式流量计1、概述差压式流量计(以下简称流量计)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测量流量的仪表。
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。
通常以检测件的型式对流量计分类，如孔板流量计及均速管流量计等。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计，差压变送器和流量显示及计算仪表，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。
差压计既可用于测量流量参数，也可测量其他参数(如压力、物位、密度等)。
在目前使用的各类流量计量仪表中，对差压式流量计的研究最为深入，积累了大量的实验数据，使其成为目前唯一可以进行“干标”（即无需进行实流标定）的流量计，大大节约了检定费用，为其推广应用开辟了广阔前景。
据有关统计，20世纪90年代中后期世界范围内各式差压式流量计销售量在流量仪表总量中台数占50％~60％(每年约百万台)，金额占30％左右。
我国销售台数约占流量仪表总量(不包括家用燃气表和家用水表及玻璃管浮子流量计)的35％—42％(每年6万-7万台)。
2、差压式流量计的分类流量计按其检测件的作用原理可分为节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动压增益式和射流式等几大类，其中以节流式应用最为广泛，本文重点对节流式流量计进行说明。
节流式流量计的检测件按其标准化程度分为标准型和非标准型两大类。
所谓标准节流装置是指按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流校准即可确定其流量值并估算流量测量误差，非标准节流装置是成熟程度较差，尚未列入标准文件中的检测件。
标准型节流式流量计的发展经过漫长的过程，早在20世纪20年代，美国和欧洲即开始进行大规模的节流装置试验研究。
用得最普遍的节流装置——孔板和喷嘴开始标准化。
现在标准喷嘴的一种型式ISA 1932喷嘴，其几何形状就是30年代标准化的，而标准孔板亦曾称为ISA 1932孔板。
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根据流体的连续性方程得：
A1v1 A2v2
v1
A2 A1
v2
代入式（7.2.2）得
v22
2(P1' P2' ) [1 ( A2 )2 ]
A1
对于截面积Ⅱ—Ⅱ代入质量流量方程得
qm A2v2 A2
2 (P1' P2' )
1 ( A2 )2 A1
式（7.2.4）
反映质量流量和孔板前后压差之间关系的理论方程式 A2代表流束最小收缩截面，用孔板的开孔截面A0代替
7.2 差压式流量计（DPF）
历史悠久、技术成熟、应用最广泛。 按检测件的作用原理分:
节流式、动压头式、水力阻力式、离心式、动 压增益式和射流式等几大类， 节流式和动压头式应用最为广泛。 节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能 测量各种工况下的流量。
节流式差压流量测量
7.2.1 差压式流量计组成及测量原理 7.2.2 节流装置
对式（7.2.4）用一个无量纲数C修正，C称为流出系数。
qm CA0
Байду номын сангаас
2(P1 P2 ) 1 4
C 1 4
A0
2P
d
D
上式为针对不可压缩的理想流体而得出的流量公式。 对于可压缩流体（如各种气体、蒸汽）流过节流装置时， 压力发生改变必然引起密度的改变，因此对于可压缩流体 上式应引入气体可膨胀系数，则式变为：
压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质 （密度、粘度）
设被测流体为不可压缩的理想流体（液体），根据伯努利方程， 对截面I—I、Ⅱ—Ⅱ处沿管中心的流体有以下能量关系：
P1' v12 P2' v22
1 2 2 2
1 2
P1'
v12
2
P2'
v22
2
式中，p’1、v1——截面I—I处的压力和速度； p’2、v1 ——截面Ⅱ—Ⅱ处的压力和速度。
7.2.1差压式流量计组成及测量原理
1. 差压式流量计组成 2. 测量原理
1. 差压式流量计组成
差压式流量计组成框图 节流装置：安装于管道中产生差压，
节流件前后的差压与流量成开方关系。 引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。 差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。
qm
1
1 4
CA0
21P
qv
1
1 4
CA0
2P
1
差压式流量计的流量公式
2. 测量原理
孔 板 附 近 的 流 速 和 压 力 分 布
测量原理
当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件 处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低， 于是在节流件前后便产生了压差。 流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压 差来衡量流量的大小。
基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努 利方程（能量守恒定律）。