节流式流量计新

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节流式差压流量计的测量原理

节流式差压流量计的测量原理
节流式差压流量计是一种基于差压原理测量流量的仪器。

它的工作原理是通过构造一个节流装置，使流体在通过装置时形成一个局部狭窄的截面，从而引起局部压力降低。

然后通过差压变送器测量上下游的压力差，再将差压值转换为流量信号。

节流装置是节流式差压流量计的核心部件。

它通常由一个圆柱形的节流管和两个法兰组成。

节流管的内部直径比法兰的内径小，从而形成一个局部狭窄的通道，使流体在通过时受到阻碍，形成一个压力降。

节流管的形状和尺寸对测量精度有很大的影响，通常需要根据流体性质和流量范围选择合适的节流装置。

差压变送器是另一个重要的部件。

它能够将节流装置上下游的压力差转换为电信号，以便后续的处理和记录。

差压变送器通常由一个测量单元和一个信号处理单元组成。

测量单元包括一个敏感元件和一个放大器，用于测量上下游的压力差；信号处理单元则用于将测量信号转换为标准的电信号输出。

在使用节流式差压流量计时，需要注意一些技术细节。

首先，需要正确的选择节流装置，以确保测量精度和范围符合实际需要。

其次，需要定期校准差压变送器，以保证其测量的准确性和稳定性。

最后，需要注意流体的物理性质和流动状态对测量结果的影响，以便进行相应的修正和调整。

节流式差压流量计是一种简单而有效的测量流量的仪器。

它的测量原理基于差压原理，通过节流装置和差压变送器实现流量测量。

在实际应用中，需要根据流体性质和流量范围选择合适的装置，并注意一些技术细节，以保证测量结果的准确性和可靠性。

第四章流量测量

仪表常数ζ的意义为单位体积流量输出的脉冲数。从理论上说，在一定条件（流体性质、状态、变送器结构、流量一定）下，ζ是一个常数。当上述条件变化时， ζ值也随之变化。这是因为上述条件都将能影响到式中的参数C。在前述qV ～n关系推导的前提条件中，流体的粘滞阻力将会影响流通截面A0上的流速分布，这种影响也表现为C的变化。从理论上研究各种因素对C的影响较为复杂，对于涡轮流量计，反映C值变化的是仪表常数ζ，它是根据实际情况标定的，而且在使用的范围内按实际标定出的ζ值是常值。下图是仪表常数ζ随Re变化的特性曲线。
二、金属管转子流量计金属管转子流量计的锥形管是用金属材料制成的，对于流量的检测原理与玻璃管转子流量计是相同的。很显然，测量时不能直接从锥形管内直接测出浮子的位臵，因此都是把浮子的位移再进行传递变换。传递变换后的位移信号可以直接用于就地指示，也可以将该位移进一步进行电气信号的转换。金属管转子流量计有就地指示型和电气信号远传型，由于浮子的位移必须经过传递机构进行转换，所以浮子的位移与流量一般是非线性关系，这主要是位移传递机构所致。
第二节涡轮流量计
一、涡轮流量计的组成及测量原理涡轮流量计由两部分组成：变送器和指示积算器。变送器完成将被测流量转换成一定频率的脉冲信号输出，指示积算器接受变送器输出的脉冲信号，将其转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。涡轮流量计实质上为一零功率输出的涡轮机，其变送器主要由涡轮、导流器、磁电转换器组成，结构如图4-2所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，以减少流体自旋及涡漩的干扰。
考虑到锥度很小的锥形管中通流面积A0与浮子在管中的高度H近似成正比，即 A0 ≈CH 式中 C——与圆锥管锥度有关的比例系数。因此可得体积流量与浮子高度的关系式：

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p 1，平均流速为v 1，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A 2，压力为P 2，平均流速为v 2，流体密度为ρ2。

图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。

V型内锥式流量(VNZ流量计)

V型内锥式流量（VNZ流量计）孙延柞1．序言（概述）以孔板、喷嘴和文丘利管为代表的差压式流量计成功地应用于工业已愈百年。

在积累大量实践经验的基础上，关于标准化差压式流量计的最新国际标准ISO5167—1、ISO5167—2、ISO5167—3和ISO5167—4已于2003年3月由国际标准化组织（ISO）正式公布执行。

所谓“标准化”就是无须实验校准而确定差压与流量的关系，并可估算其测量误差。

目前在全部流量计中只有这种流量计是唯一一种能达到此标准的流量计。

孔板流量计由于已标准化且结构简单、牢固；易于复制，通用性强，价格低廉而获得相当广泛的大量应用。

然而，孔板流量计由于它自身结构上的缺陷也有一些重大的缺点；如流出系数不稳定，、线性差，重复性不高，准确度因受诸多因素影响也不高，易积污和易被磨损，压损较大，量程比（范围度）小，现场安装条件高，要求的直管段过长等。

对产生差压的节流装置的优化改进工作一直没有中断，对其尺寸、节流件的几何形式与参数，入口边缘剖面，取压与节流方式，可更换孔板的研制工作一直在进行。

例如：为测量脏污流体的流量已开发出的非标准节流装置大至有：圆缺孔板、偏心孔板、楔形孔板、耐磨孔板、环形孔板、弯管（弯头）等。

这种完善、改进的工作直到80年代中期才发展成质的飞跃，即：将流体节流收缩到管道中心轴线附近的概念从根本上改变成利用同轴安装在管道中的V形尖圆锥将流体逐渐地节流收缩到管道的内边壁。

通过测量此V形内锥体前后的差压来测量流量。

这种V形内锥式（VNZ）流量计为差压式流量计揭开了崭新的一页。

经过10多年来的多次测试和应用，目前人们已普遍地理解它并且接受它作为一种更有效的流量仪表。

实践证明：利用VNZ流量计能在更短的直管段条件下，以更宽的量程比对洁净或脏污流体实现更准确更有效的流量测量。

本章将详细论证它的工作原理、结构、整机系统组成；主要技术性能与指标；优缺点、典型产品剖析和典型应用实例与经验等。

SLFU-400流量计算转换单元说明书

InstructionManual使用说明书 SLFU400流量计算转换单元V-17.01北京思量测控设备有限公司目录1.前言 (1)2.注意事项 (2)3.产品介绍 (5)4.产品型号 (9)5.技术指标 (10)6.安装 (11)6.1接线说明 (11)6.2端子定义 (12)6.3接线图 (13)6.4 HART协议接线图 (17)6.5双差变一体化节流式流量计接线图 (19)7.设置 (22)7.1运行画面 (22)7.2主菜单 (24)7.2.1主菜单\系统 (24)7.2.2主菜单\流量 (33)7.2.3双差变一体化节流式流量计设置项 (41)7.2.4主菜单\监控 (46)7.2.5主菜单\口令 (48)8.通讯说明 (49)附录 A.软件菜单树 (51)前言1. 前言欢迎使用本公司流量仪表产品！本使用说明书适用于SLFU-400流量计算转换单元。

尊敬的客户，您所购买的SLFU-400流量计算转换单元出厂前已进行了准确的调校。

本说明书是关于SLFU-400流量计算转换单元的功能、安装接线、仪表设置、操作方法、故障处理方法等内容的技术文件。

为了您能正确、有效地使用该产品，请在操作前仔细阅读本使用说明书，有不确定的地方，请与我公司售后服务部门联系。

我公司奉行产品不断更新换代的理念，因此该说明书中的内容将会随着产品的更新而改动，最新的产品信息和资料可以在我公司的网站上进行查询。

注意● 关于本说明书中的内容我们尽最大努力来确保准确性和通俗性，但我们仍然不能保证该说明书中没有任何的错误和遗漏之处。

如果您发现任何的错误或不可理解之处请与我们联系，对于您提出的指正和建议我们将不胜感激。

● 本说明书内容如因产品功能改进、软件升级等原因有所修改时，恕不另行通知。

● 本说明书的内容禁止全部或部分复制、转载。

版本V-17.011注意事项2. 注意事项SLFU-400流量计算转换单元属于精密仪表，内部的电子部件可能会被静电损坏，为保证设备的安全，请不要擅自拆卸机壳。

FC2000-1A流量计算机

FC2000-IA流量计算机产品样本北京博思达新世纪测控技术有限公司概述FC2000-IA流量计算机是一款对多个流量测量点集中进行数据采集、高精度补偿运算、数据显示存储以及运用网络实现通讯功能的新一代以工业586计算机为内核的计量仪表，它的问世填补了我国流量测量领域的一项空白，可广泛应用于石油、石化、化工、冶金、电力、轻工、医药及城市燃气、供热等行业的贸易计量和工厂计量管理网络。

FC2000-IA依据有关国际标准与建议、国家与行业标准，针对不同介质和流量计类型建立了多种数学模型和相应计算软件。

一台流量计算机可同时完成多种补偿运算，接入的补偿量可多达5个（温度、压力、湿度、密度、组分等）。

对节流式流量计的流出系数C、流速可膨胀系数ε、压缩系数Z等参数作为动态量进行实时逐点运算。

本机所使用的流量计算软件已通过国家权威部门认证。

FC2000-IA流量计算机在天然气测量上，天然气的压缩因子的计算上严格按《GB/T17747.1-1999 天然气压缩因子的计算，第1部分：导论和指南》，《GB/T17747.2-1999天然气压缩因子计算第2部分：用摩尔组成进行计算》（又称为AGA8-92DC计算方法）及《GB/T17747.3-1999天然气压缩因子计算第3部分：用物性值进行计算》（又称为SGERG-88计算方法）进行计算。

经济发达国家普遍采用能量计量机制，SY/T6143-2004也提出了遵照GB/T11062-1998计算天然气的发热量，因此FC2000-1A增加了能量的计算。

FC2000-IA具有强大的通讯功能，对现场仪表除可适配4～20mA信号、脉冲信号外，还可以适配HART、Modbus等数字信号；对上位机可采用包括程控电话网、以太网等方式构成计算机网络应用系统，实现远程监督管理和建立集散式计量管理系统。

FC2000-IA特有的历史事件记忆、历史事件存储、双重口令限制、监控现场仪表的误操作和人为的非法操作（如仪表断电、非法修改参数设置、对现场仪表进行断路和短路）等管理功能使之成为能源计量管理与贸易仲裁的理想工具。

各种流量计工作原理及优缺点

各种流量计工作原理与优缺点目录流量计总则 (3)1、按测量原理分类 (4)2、按流量计结构原理分类 (5)1.差压式流量计 (5)2.孔板流量计 (7)3.浮子流量计 (8)4.容积式流量计 (9)5.污水流量计种类 (11)6.涡轮流量计 (12)7.涡街流量计(USF) (14)8.电磁流量计(EMF) (17)9.超声流量计 (20)10.质量流量计 (24)11.热式质量流量计（恒温差TMF） (25)12.科里奥利质量流量计(CMF) (25)13.明渠流量计 (27)14.静电流量计 (27)(electrostatic flowmeter) (27)15.复合效应流量仪表 (27)(combined effects meter) (27)16.转速表式流量传感器 (28)(tachmetric flowrate sensor) (28)流量计总则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。

每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。

按测量原理分为力学原理、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，有容积式流量计、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。

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。

1、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。

流量计校核实验指导书(新)

节流式流量计校核装置实验指导书流量计的校核一、实验目的1.熟悉孔板流量计的构造、性能及安装方法。

2.掌握流量计的标定方法之一——容量法。

3.测定孔板流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。

二、基本原理对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（如孔板流量计）。

使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。

孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。

而另一类流量计中，当流体通过时，压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。

2.1孔板流量计的校核孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。

孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。

其基本构造如图3-1所示。

若管路直径为d1，孔板锐孔直径d0 ，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有：图3－1 孔板流量计2221122u u p p p ρρ--∆== （3-1）或 22212/u u p ρ-=∆ （3-2）由于缩脉处位置随流速而变化，截面积2A 又难以指导，而孔板孔径的面积0A 是已知的，因此，用孔板孔径处流速0u 来替代上式中的2u ，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能量损失，故需用系数C 加以校正。

式（3－2）改写为22212/u u C p ρ-=∆ （3-3）对于不可压缩流体，根据连续性方程可知0101A u u A =，代入式（3-3）并整理可得 0012/1()2C p u A A ρ∆=- （3-4）令 02011()C C A A =- （3-5）则式（3-4）简化为 002/u C p ρ=∆ （3-6）根据0u 和0A 即可计算出流体的体积流量：ρ/20000p A C A u V ∆== （3-7）或 ρρρ/)(20000-==i gR A C A u V （3-8）式中：V －流体的体积流量， m 3/s ；R －U 形压差计的读数，m ；i ρ－压差计中指示液密度，kg/m 3；0C －孔流系数，无因次；0C 由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re 所决定，具体数值由实验测定。

常用流量计

济流速 1.5 ～ 3m/s 。电磁流量计用在这样的管道上，传
感器口径与管径相同即可。满度流量时液体流速可在1～10m/s范围内选用，用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体，选用流速不低于2m/s ，自清扫、防止粘附沉积等作用
测量接近阈值的低电导液体，尽可能选定较低流速（小
于0.5～1m/s）
自动检测技术
功能：保护激磁线圈，隔离外磁场的干扰。
②磁路系统功能：产生均匀的直流或交流磁场直流磁场可用永久磁铁来实现，结构简单工业现场电磁流量计，一般都采用交变磁场，由铁心和励磁线圈组成，励磁电源的频率为50Hz。磁感应强度为 B Bm sin t
感应电势为 E DBm sin t
自动检测技术
③测量管流过被测流体，两端设有法兰，用做连接管道。测量导管采用不导磁、低导电率、低导热率并据有一定机械强度的材料制成，一般可选用不锈钢、玻璃钢、铝及其它高强度的材料。
④衬里在测量导管内壁的一层耐磨、耐腐蚀、耐高温的绝缘材料。主要功能：增加测量导管的耐磨性与腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管壁短路。
图2-112 节流装置的取压方式 1-1—理论取压；2-2—角接取压；3-3—法兰取压； 4-4—径距取压；5-5—损失取压
自动检测技术
目前广泛采用的是角接取压法，
其次是法兰取压法。角接取压法比较简便，容易实现环室取压，测量精度较高。法兰取压法结构较简单，容易装配，计算也方便，
但精度较角接取压法低些。
自动检测技术
常用流量计
流量测量的基本概念：
自动检测技术
自动检测技术
常用的流量计
节流式、电磁式、涡轮式、涡街式
一、节流式流量计
节流式流量计的特点是：结构简单，使用寿命长，适应性较广，能够测量各种工况下的单相流体和高温、高压下的流体流量；发展早，应用历史长，有丰富、可靠的实验数据，标准节流装置的设计加工已标准化，无需标定就可在已知不确定度范围内进行流量测量。但安装要求严格；测量范围窄，一般量程为3：

节流式压差流量计

动力工程及工程热物理现代测试技术学院：冶金与能源工程学院姓名：谭方关学号： 2012702009专业：动力工程解析节流式压差流量计谭方关 2012702002 昆明理工大学冶金与能源工程学院摘要：差压流量计是一种很有发展前途的流量测量仪表，它具有通用性强、标准节流件不需实际流体标定等优点，因此应用范围十分广泛。

文章介绍了差压式流量计的结构特点和发展应用现状，分析了节流装置的发展状况和使用时的注意事项。

关键词：标准节流装置取压装置压差仪表标准孔板管道条件流体条件 Abstract: Differential pressure flow meter is a useful development of the future of flow measurement instruments, it has the versatility, standard cutting pieces without actual fluid calibration, etc., so a very wide range of applications. The article describes the structuralcharacteristics of the differential pressure flowmeter and development application status, throttling device development and use precautionsKey words: Standard throttling device, a pressure measuring device, differentialpressure meter, standard orifice plate, pipeline conditions, fluid conditions0前言节流式流量计是利用节流效应来测量流量的。

化工仪表知识习题及答案

化工仪表知识习题及答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、用电容式液位计测量导电液体的液位时，介电常数是不变的，那么液位变化相当于( )在改变。

A、电极电容B、电极能量C、电极电感D、电极面积正确答案：D2、霍尼韦尔ST3000使用的通信协议是( )。

A、HART协议B、DE协议C、FCS协议D、FE协议正确答案：B3、一个电容式差压变送器测压范围是100-- 500kPa，当己知当前差压400 kPa，则差压变送器的输出是( )。

A、4mAB、8mAC、12mAD、16mA正确答案：D4、正常情况下，流量仪表的示值应在满量程的1/3以上，其他仪表的示值应在满量程的( )之内。

A、10%~90%B、40%~60%C、30%~70%D、20%~80%正确答案：D5、热电偶测量炉膛温度时，如果直接与火焰接触，则所测量温度指示( )A、偏高B、正常C、偏小D、无法衡量6、EJA智能变送器包含( )的主要部件.A、单晶硅谐振式传感器B、输入放大电路C、输出放大电路D、精度补偿传感器正确答案：A7、热电偶的校验装置内的冷端恒温经常是0 ℃，根据实际经验，保证是0℃的方法是采用的下面方式的哪种?( )A、冰水混合物B、氮气冷却C、碘化银冷却D、干冰冷却正确答案：D8、吹气式液位计测虽液位的前提条件是使导管下端有微量气泡逸出为了保证供气量稳定，流经方流件的流体绝对压力P2与节流件前的流体绝对压力P1之比应( )临界压缩比。

A、A小于B、大于C、等于D、小于或等于正确答案：D9、有一台1151AP绝对压力变送器，测量范围为50～150KPA绝对压力，当仪表在气压力为100KPA作用下仪表输出电流为( )。

A、12mAB、8mAC、16mAD、20mA正确答案：A10、只要流体充满管道。

电磁流量计( )垂直、水平、倾斜安装。

A、不可以B、可以C、必须D、严禁11、浮筒式液位计的浮筒脱落，则仪表指示( )A、不变B、最小C、最大D、不一定正确答案：C12、当检验量程为0.2MPa,精度为 1. 5级的压力表，标准表量程为0.25MPa时，精度应为( )。

流量流速的测定及常见流体测速仪

流量流速的测定及常见流体测速仪如何测定流体的流速和流量关于流体力学来讲是一门超级重要的研究，现在，有关流体的测量与咱们的生活息息相关。

由于实际流动超级复杂，实验研究和流体测量仍然是查验理论分析和数值计算结果最终的具有说服力的方式。

那么该如假设测定流量及流速呢？关于流体流量的测定，有以下几种常见的仪器。

1.文丘里管流量计文丘里管由渐缩管、中间的喉部断面和渐扩管组成，渐缩管内速度增加，压力下降，渐扩管内动能又转变成压力能，速度减小，压力增加。

因为压力与流速有关，因此能够用来测流量。

如图7.7所示，以管道轴线为基准面，1和2两断面间伯尽力方程为 g vp z g v p z 2222222111++=++γγ 代入持续性方程，得：2121v A A v =喉部理想流速为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=γγ22112122()(2)(11p z p z g A A v文丘里管能够精准测量管道内流体流量，除安装费用外，文丘里管唯一的不足是在管路中增加一个摩擦损失。

事实上，所有损失都发生在渐扩管中，即图中2和3断面间，一样为静压差的10%到20%。

为了测量精准，在文丘里管前面应该至少有管道直径的5～10倍的直管段。

所需要的直管段长度取决于入口断面的条件。

随管径比率增加，入口断面处流动阻碍增大。

压力差测量应该用管道周围的环形测压管，并保证在两个断面处有适当的开孔数。

关于一个给定的文丘里管，除特殊给定外，通常假设雷诺数超过l05，μ值依如实验确信，称为文丘里管系数。

它的值约在0.95～0.98之间。

文丘里管长期利用后μ可能下降l%～2%。

2.节流式流量计结构简单，无可动部件；靠得住性较高；复现性能好；适应性较广，它适用于各类工况下的单相流体，适用的管道直径范围宽，能够配用通用差压计；装置已标准化。

安装要求严格；流量计前后要求较长直管段；测量范围窄，一样范围度为 3 : 1；压力损失较大；关于较小直径的管道测量比较困难；精准度不够高(±1%~ ±2%)。

浅谈节流式流量仪表在安装过程中应注意的问题

艺设备
中国化工贸易
ＣｈｉｎａＣｈｅｍｉｃａｌＴｒａｄｅ
第１期
２ｏ１４年１月
浅谈节流式流量仪表在安装过程中应注意的问题
王增辉
（中石化第四建设有限公司，天津３００２７０）
术的发展，对流量测量的要求也越来越高，条件也更加的复杂，例如：在工艺条件上从低温低压到高温高压；在流量状态方面有层流、紊流、和脉动流；流体本身的状态有低粘度、高粘度、及具有腐蚀性等；流量对象有气态、固态、液态、还有可能是两相流等。面对着这么复杂的情况和要求，测量流量的方法和仪表都得到了很大的发展。根据石油化工行业中仪表施工情况看现在被工业中大量使用的流量计有以下几种：容积式流量计，节流式流量计，叶轮式流量计，电磁式流量计，超声波流量计，质量式流量计等。不同类型的仪表对应于各自特殊的测量原理，也因此对于安装提出了不同的要求，对于不熟悉其工作原理的安装工人，经常发生一些因为安装要点没有掌握出现失误，从而造成测量误差增大甚至仪表不能正常工作的情况。作者结合近些年在石油化工行业中仪表施工的情况就节流式流量计在安装中需要注意的一些问题进行讨论，希望能给大家在此类流量计的安装过程有所帮助。
一ｏｍ去一

新流量计标定实验讲义

将实验原始数据按下表记录
序号
涡轮流量计流量（m3/h）
孔板流量计压差
（kPa）
文丘里流量计压差（kPa）
1
2
…
2．流量计标定结果
将流量计标定的计算结果按下面的格式列表，并取其中一组列出计算过程
序号
涡轮流量（m3/s）
雷诺数
Re
孔板压降
（Pa）
文丘里压降
（Pa）
流量系数
孔板C0
文丘里Cv
1
2
…
注：查表获得流体在测量温度下的密度和粘度
六、实验报告要求
1、记录实际流量和孔板流量计与文丘里流量计压差读数，计算出对应C0与Cv；
2、用半对数坐标标出C0与Cv与Re的关系曲线。
比较：
⑴、同一流量下压差大小，说明能耗大小；
⑵、同一流量下C0、Cv的大小，说明测量精度；
⑶、不同流量下C0、Cv的变化规律，说明测量适用范围；
七、问题与讨论
1．流量系数、分别与哪些因素有关？
从以上看，读数基本上是成倍增加的，这是因为横坐标用的是对数坐标，为使实验点分布均匀而又不过多测量。
流量按孔板压差计读数为准调节，文氏管压差按实际显示读数。
说明：测量时，显示仪表读数会有波动，此时应学会估读。
6、停车：实验完毕，先关闭调节阀V1，后停泵，关闭电源。
五、实验数据处理
1．原始数据：
孔板与文丘里流量计孔径：d=15.49mm，管路内径：20mm，水温：℃。
在实验中，只要测出对应的流量q和压差ΔPf，即可计算出其对应的系数Co和Cv。
三、实验装置
阀门：V1—流量调节阀，V2—放净阀
温度：TI1—循环水温度
差压：DP1—文丘里差压，DP2—孔板差压

平衡流量计

平衡流量计一、概述平衡流量计是按国标GB2624在标准孔板和流动调整器的基础上研发的一种新型节流式流量传感器。

平衡流量计用于安装在各种扰动的下游，以最短的直管段敷设提供卓越的性能。

二、测量原理平衡流量计是也一种差压式流量仪表，其工作原理与其他差压式流量计一样，都是基于密封管道中的能量转换原理：在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比；用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。

平衡流量计流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器，安装在管道的截面上，当流体穿过圆盘的整流孔时，流体将被平衡整流，涡流被最小化，形成近似理想流体，通过取压装置，可获得稳定的差压信号，根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。

流量计算公式：式中:qm ，qv——分别为质量流量（㎏/s）和体积流量（m3/s）；C——流出系数；ε——可膨胀性系数；d——节流件开孔直径，m；β——直径比，β=d/D；D——管道内径，m；ρ1——被测流体密度，㎏/m3；Δp——差压，Pa；三、特点1、测量精度高由于平衡流量计流量传感器具有多孔对称结构特点，能对流场进行平衡整流，降低了涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大提高，使线性度比传统节流装置提升了5～10倍。

2、直管段要求短平衡流量计流量传感器能将流场整流稳定、且压力恢复比传统节流装置快2倍，大大缩短了对直管段的要求。

一般情况下直管段要求为前2D、后2D，从而省去大量直管段，尤其是特殊昂贵的材料的管道。

3、量程比宽平衡流量计流量计正常情况下量程比为15:1，选择合适的参数可以做到30:1.平衡流量计流量计的β值范围为0.25～0.90。

4、永久压力损失低平衡流量计流量计多孔对称的平衡设计，减少了涡流的形成和紊流的摩擦，降低了动能的损失；在产生同样差压值情况下，永久压力损失约为传统节流装置的1/3，节省了相当大的运行成本，是一种节能型仪表。

5、耐脏污不易堵平衡流量计流量计多孔对称的设计，减少了涡流的形成和紊流的摩擦，降低流场死区，保证脏污介质顺利通过函数孔，因此平衡流量计流量计可用于测量各种脏污介质，如焦炉煤气、高炉煤气、渣油、回炼油、水煤浆等等。

流量计选型原则及优缺点分析

流量计选型原则及优缺点分析流量计是少数几种使用比制造艰难的仪表之一。

这是因为流量是一个动态量，处于运动状态的液体内部不仅存在着粘性摩擦作用，还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。

测量仪表本身受到众多因素，如：管道、口径大小、形状（圆形、矩形）、边界条件、介质的物性（温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等）、流体的流动状态（紊流状态、速度分布等）以及安装条件与水平的影响。

面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表（先后发展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型），如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型，是应用好流量仪表的前提和基础。

除了仪表自身质量要得到保证，工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。

没有一种流量计是完美的，对任何流体、工况都完全适应的，每种流量计都有自己的特点，有着其适应的条件，因此在对各种测量方法和仪表特性作比较全面了解的前提下，选择出最适合、最稳定可靠的最佳形式。

本文介绍了几种流量计的特点和适用环境。

1、电磁流量计电磁流量计自20世纪50年代末国内首次工业应用以来，七八十年代在流量测量中运用和发展很快。

电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，即被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX，当磁场强度B与两极间距离d一定时，则感应电动势EX与被测介质流量（流速）成正比。

电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界因素的影响，测量管内部无收缩或凸出部分的压力损失，另外，流量元件检测出的最初信号，是一个与流体平均流速成精确线性变化的电压，它与流体的其他性质无关，具有很大的优越性。

根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性，测量污水的流量，电磁流量计是一个很好的选择。

它结构紧凑、体积小，安装、操作、维护方便，如测量系统采用智能化设计，整体密封加强，能在较恶劣的环境下正常工作。

质量流量计工作原理

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正比于，如图1所示，密度计连续测量出流体的密度，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也xx关系，故同样可按上述方法与密度计组合构成质量流量计。

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，测得的输出信号与流体体积流量xx，这类流量计与密度计组合，通过乘法运算，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（1-3）图2体积流量计和密度计组合图3 节流式流量计和其他体积流量计组合除上述几种组合式质量流量计外，在工业上还常采用温度、压力自动补偿式质量流量计。

由于流体密度是温度和压力的函数，而连续测量流体的温度和压力要比连续测量流体的密度容易，因此，可以根据已知被测流体密度与温度和压力之间的关系，同时测量流体的体积流量以及温度和压力值，通过运算求得质量流量或自动换算成标准状态下的体积流量。

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：

流量测量

Dd
孔板的总厚度H应在h和0.05D之间
圆锥面的斜角α应在30～45°之间
…………
标准喷嘴和标准文丘里管的结构参数的规定也可以查阅相关的设计手册
标准喷嘴
管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体应用范围为
50mm D 800mm
0.20 0.75
文丘里管
由节流件的结构可见，当流体流经孔板时，由于孔板的入口是直角边缘，所以流体突然收缩和扩大，涡流强，产生的压头损失大。而喷嘴的结构做成在流体流入的那一面是特殊型曲面和一段很短的圆柱形管段，这样可以使流体在一定的型面引导下，在喷嘴内得以收缩，减小了涡流区，从而压力损失降低。而文丘里管加了一段扩散管，使产生的涡流更小。
0.7 28(14) 36(18) 62(31) 14(7) 30(15) 32(16) 20(10) 7(3.5)
0.8 46(23) 50(25) 80(40) 30(15) 54(27) 44(22) 30(15)
8(4)
原理总结
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。
流量测量
流量检测的主要方法和分类：节流式流量计、转子流量计、电磁流量计、
涡轮流量计、漩涡流量计、容积式流量计其它流量检测方法超声波式流量检测质量流量检测方法
几个概念
瞬时流量指单位时间内流经管道某截面的流体的数量
总量或累积流量在某一段时间内流过流体的总和
V为转子的体积；ρ t和ρ f分别为转子和流体的密度；g为重力加速度；Δ P为转子前后的压差； A为转子的最大截面积
转子和锥形管间的环隙面积相当于节流式流量计的节流孔面积，但它是变化的，并与转子高度h成近似的线性关系，因此，转子流量计的流量公式可以表示为