第三章 流量检测方法及仪表要点
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项目3-流量检测原理及仪表[151页]
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主要考虑：类型的选择，量程选择，精度等级选择。
项目三 流量检测原理及仪表
任务2 差压式流量计的应用
知识目标
1）掌握差压式流量计的测量原理； 2）理解流量公式； 3）理解标准节流装置基本要求； 4）了解标准节流装置的几种取压方式； 5）掌握用孔板构成的流量测量系统； 6）掌握差压式流量计的安装及投运顺序； 7）了解一体化节流式流量计。
流量测量仪表的选择与安装是关系流量测量准确性和仪表 使用寿命的重要条件。流量测量仪表的种类繁多，其选择与安 装也不尽相同。
一般而言，流量测量仪表的选择主要应考虑被测流体的 性质和状态（如液体、气体、蒸汽、粉末、导电性、温度、压 力、黏度、重度、腐蚀性、多相流及脉动流等）、使用环境条 件、工艺允许压力损失及最大最小额定流量等因素。
项目三 流量检测原理及仪表
容积式流量计 差压式流量计
椭圆齿轮流量计 节流式流量计 ★ 浮子式流量计
速度式流量计 质量式流量计
涡轮流量计
漩涡流量计
电磁流量计
超声波流量计
科氏质量流量计
项目三 流量检测原理及仪表
靶 式 流 量 计
椭 圆 齿 轮 流 量 计
旋 翼 式 蒸 汽 流 量 计
防 爆 涡 轮 流 量 计
项目三 流量检测原理及仪表
质量流量M
体积流量Q
M Q 或 Q M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
t
Q总
Qdt ,
0
t
M总
Mdt
0
流量计：测量流体流量的仪表。
计量表：测量流体总量的仪表。
4
项目三 流量检测原理及仪表
常用的流量单位为：
吨每小时(t/h)、千克每小时(kg/h)、 千克每秒(kg/s)、立方米每小时(m3/h)、 升每小时(l/h)、升每秒(l/S)
项目三 流量检测原理及仪表
任务2 差压式流量计的应用
知识目标
1）掌握差压式流量计的测量原理； 2）理解流量公式； 3）理解标准节流装置基本要求； 4）了解标准节流装置的几种取压方式； 5）掌握用孔板构成的流量测量系统； 6）掌握差压式流量计的安装及投运顺序； 7）了解一体化节流式流量计。
流量测量仪表的选择与安装是关系流量测量准确性和仪表 使用寿命的重要条件。流量测量仪表的种类繁多，其选择与安 装也不尽相同。
一般而言，流量测量仪表的选择主要应考虑被测流体的 性质和状态（如液体、气体、蒸汽、粉末、导电性、温度、压 力、黏度、重度、腐蚀性、多相流及脉动流等）、使用环境条 件、工艺允许压力损失及最大最小额定流量等因素。
项目三 流量检测原理及仪表
容积式流量计 差压式流量计
椭圆齿轮流量计 节流式流量计 ★ 浮子式流量计
速度式流量计 质量式流量计
涡轮流量计
漩涡流量计
电磁流量计
超声波流量计
科氏质量流量计
项目三 流量检测原理及仪表
靶 式 流 量 计
椭 圆 齿 轮 流 量 计
旋 翼 式 蒸 汽 流 量 计
防 爆 涡 轮 流 量 计
项目三 流量检测原理及仪表
质量流量M
体积流量Q
M Q 或 Q M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
t
Q总
Qdt ,
0
t
M总
Mdt
0
流量计：测量流体流量的仪表。
计量表：测量流体总量的仪表。
4
项目三 流量检测原理及仪表
常用的流量单位为：
吨每小时(t/h)、千克每小时(kg/h)、 千克每秒(kg/s)、立方米每小时(m3/h)、 升每小时(l/h)、升每秒(l/S)
§3 流量检测.ppt
※ 涡轮式检测方法 流体对置于管内涡轮 的作用力，使涡轮转动，其转动速度在一定 流速范围内与管内流体的流速成正比； ※ 声学式检测方法 根据声波在流体中传 播速度的变化可获得流体的流速； ※ 热学式检测方法 利用加热体被流体的 冷却程度与流速的关系来检测流速，基于此 方法的流量检测仪表主要有热线风速仪等。
了能量形式的转换。
图3－14 流体流经节流装置时压力和流速变化
在节流件前，流体向中心加速。至截面2处， 流束截面收缩到最小，流速到达最大，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P3不等 于原先静压力P1，而产生永久的压力损失 。
（2）间接法 用两个检测元件分别测出两个相应参 数，通过运算间接获取流体的质量流量，检测元件的 组合主要有：
三、 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，当流体通 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。 把流体通过阻力件时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。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。
特殊节流件也称非标准节流节流件，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。
化工仪表及自动化第3章流量检测仪表
按测量方法分类
差压流量计 转子流量计 速度式流量计 容积式流量计 靶式流量计 电磁流量计 漩涡流量计 超声波流量计
量热式流量计
质量流量计 其它流量计
7
第三节 流量检测及仪表
二、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
引压管内径与引压管长度
引压管内径 mm 引压管 长度 m
＜1.6
1.6～4.5
4.5～9
被测介质 水、水蒸气、干气体 7～9 10 13
湿气体
13
13
13
低中粘度油品
13
19
25
脏液体
25
25
33
34
第三节 流量检测及仪表
差压计或差压变送器安装或使用不正确也会引起测量误差。
由引压导管接至差压计或变送器前，必须安装切断阀 1、2和平衡阀3，构成三阀组，如图3-25所示。 测量腐蚀性（或因易凝固不适宜直接进入差压计）的 介质流量时，必须采取隔离措施。常用的两种隔离罐形式 如图3-26所示。
图3-18 孔板装置及 压力、流速分布图
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。
14
第三节 流量检测及仪表
（2）节流基本方程式 流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基
本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连 续性方程式推导而得的。
Q F0 2
可以看出
1
18
第三节 流量检测及仪表
文丘里管
19
LGWT-T文丘利式差压流量计
20
第三节 流量检测及仪表
标准节流装置是指节流件、取压装置都标准化，前后直管段符
流量检测及仪表(1)
量高粘度的流体（例如重油、树脂等）甚至糊状物的流量， 但要求被测介质干净，不含固体颗粒，所以一般情况下，流 量计前要装过滤器。 ❖ 由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜在高温或低 温下使用。
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
18
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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。
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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
自动化仪表与过程控制第三章流量检测
液体流量的修正
气体流量的修正
Q1
0 P1T0 Q0 1 P0T1
2V z g ( z ) Az
修改量程
Q kh
流量检测方法及仪表
例
用一个用水标定的转子流量计来测量苯的流量，流量计 的读数为28 m3/h，已知转子密度为7920 kg/m3的不锈钢， 苯的密度为0.831 kg/L，求苯的实际流量是多少？
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量
室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
流量检测方法及仪表
腰轮流量计
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭 管中流体的体积流量。 就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式 电脉冲转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和 控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求 不高。
适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。
适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品 (柴油，润滑油等)。 腰轮流量计
流量检测方法及仪表
应用动压能和静压能转换的原理检测流量
检测原理
• 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）。 • 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）
流量与压力差的平方根成正比
流量检测方法及仪表
差压式流量计组成
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。
流量检测及仪表
相对误差
y x0 x x0 x0
(3-4)
概述
二、检测仪表的品质指标 1.测量仪表的准确度（精确度） 两大影响因素: 绝对误差和仪表的标尺范围 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。
压力单 位 帕/Pa 兆帕/ MPa 工程大气压/ (kgf/cm2) 物理大气压/ atm 汞柱/ mmHg 水柱/ mH2O （磅/英寸2）/ （1b/in2） 巴/bar
帕 兆帕 工程大 气压 物理大 气压 汞柱
1 1×106 9.807×104
1×106 1 9.807× 10-2 0.10133 1.3332 ×10-4 9.806× 10-3 6.895× 10-3 0.1
注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪 表中，往往用分辨率表示。
概述
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化 的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给 出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。 仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。 仪 表 当输入信号突然变化一个数值后， 的 反 输出信号将由原始值逐渐变化到新的 应 时 稳态值。 间 有 仪表的输出信号由开始变化到新 不 同 稳态值的 63.2 ％（ 95 ％）所用的时间， 的 表 可用来表示反应时间。 示 方 法
概述
相对百分误差δ
max 标尺上限值 标尺下限值 100 %
(3-5)
允许误差
允
仪表允许的最大绝对误 标尺上限值 差值 100 %
标尺下限值
(3-6)
y x0 x x0 x0
(3-4)
概述
二、检测仪表的品质指标 1.测量仪表的准确度（精确度） 两大影响因素: 绝对误差和仪表的标尺范围 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。
压力单 位 帕/Pa 兆帕/ MPa 工程大气压/ (kgf/cm2) 物理大气压/ atm 汞柱/ mmHg 水柱/ mH2O （磅/英寸2）/ （1b/in2） 巴/bar
帕 兆帕 工程大 气压 物理大 气压 汞柱
1 1×106 9.807×104
1×106 1 9.807× 10-2 0.10133 1.3332 ×10-4 9.806× 10-3 6.895× 10-3 0.1
注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪 表中，往往用分辨率表示。
概述
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化 的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给 出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。 仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。 仪 表 当输入信号突然变化一个数值后， 的 反 输出信号将由原始值逐渐变化到新的 应 时 稳态值。 间 有 仪表的输出信号由开始变化到新 不 同 稳态值的 63.2 ％（ 95 ％）所用的时间， 的 表 可用来表示反应时间。 示 方 法
概述
相对百分误差δ
max 标尺上限值 标尺下限值 100 %
(3-5)
允许误差
允
仪表允许的最大绝对误 标尺上限值 差值 100 %
标尺下限值
(3-6)
流量测量方法及流量仪表选型
流量测量方法及流量仪表选型
1.流量测量方法
流量测量方法大致可以归纳为以下几类：
(1)利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量差压式流量测量法；
(2)通过直接测量流体流速来出流量速度式流量测量法；
(3)利用标准小容积来连续测量流量容积式测量；
(4)以测量流体质量流量为目质量流量测量法。
2.流量仪表的分类
3.流量仪表主要技术参数
(1)流量范围
流量范围指流量计可测最大流量与最小流量范围。
(2)量程和量程比
流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计量程。
最大流量与最小流量比值称为量程比，亦称流量计范围度。
(3)允许误差和精度等级
流量仪表规定正常工作条件下允许最大误差，称为该流量仪表允许误差，一般用最大相对误差和引用误差来表示。
流量仪表精度等级是允许误差大小来划分，其精度等级有：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。
(4)压力损失
压力损失大小是流量仪表选型一个重要技术指标。
压力损失小，流体能消耗小，输运流体动力要求小，测量成本低。
反之则能耗大，经济效益相应降低。
故希望流量计压力损失愈小愈好。
《流量检测及仪表》PPT课件
流量检测精方选P法PT 及仪表
9
➢差压式流量计的主要特点
历史悠久、技术成熟、应用最广泛。
孔板
引压 管
测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污； 工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温； 管径方面：从几毫米到几米； 流动条件：亚音速流、临界流、脉动流
差压 计
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。
0
流量计量－对在一定通道内流动流体的流量进行测量。
流量计与计量表的区别： 测量流体流量的仪表一般叫流量计； 测量流体总量的仪表称为计量表。
流量检测精方选P法PT 及仪表
2
按测量途径分类：
• 容积式流量计
– 采用单位时间内所排出固定容积空间的数目作为测 量依据来衡量过流容积。
• 速度式流量计
– 以测量流体在管道内的流速作为依据来计算流体的 流量。如：差压式、转子式流量计等。
§3-3 流量检测及仪表
工业生产过程中，能源计量： 一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气） 二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽）
环保工程中：空气污染(烟废气排放 )、水污染 交通运输中：管道输送 生物技术等方面
在工农业生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。 例如，在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、 控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计 量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生 产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
节流式流量计组成与实物图
流量检测精方选P法PT 及仪表
7
检测原理: 应用动压能和静压能转换的原理检测流量
化工仪表基础-第三章流量检测
安装方向
根据仪表的要求确定安装方向， 确保测量准确。
密封性
保证仪表与管道连接处的密封性， 防止泄漏。
流量检测仪表的调试与维护
调试
在安装完成后，按照仪表说明书进行 调试，确保测量准确。
维护
定期对流量检测仪表进行维护，包括清 洗、校准等，确保仪表的正常运行和测 量精度。同时，注意检查仪表与管道连 接处的密封性，及时处理泄漏问题。
传感器设计
质量流量计的传感器通常采用U形或直管形设计，由测量管、驱动线圈、检测线圈等组成。测量管在驱动线圈的 作用下产生振动，流体通过测量管时，在科里奥利力的作用下产生相位差，检测线圈检测相位差并转换为电信号 输出。
质量流量计的结构组成
测量管
驱动线圈
测量管是质量流量计的核心部件，通常采 用不锈钢、钛合金等材料制成，具有良好 的耐腐蚀性和机械强度。
显示仪表
用于显示流量测量结果的 仪表，通常具有数值显示、 单位显示等功能。
速度式流量计的应用范围
液体和气体流量测量
速度式流量计可用于测量各种液体和 气体的流量，如水、油、天然气等。
宽测量范围
速度式流量计可测量的流量范围较宽， 从微小流量到大量程流量均可适用。
高精度测量
速度式流量计具有较高的测量精度， 可满足对流量精度要求较高的场合。
https://
2023 WORK SUMMARY
பைடு நூலகம்化工仪表基础-第三章 流量检测
REPORTING
https://
目录
• 流量检测概述 • 差压式流量计 • 容积式流量计 • 速度式流量计 • 质量流量计 • 流量检测仪表的选用与安装
PART 01
02
速度式流量计可采用不同的测量原理，如涡轮、涡街、电磁等，
化工仪表 及自动化 课件 03(3) 流量检测及仪表
• 在工业生产中经常遇到小流量的测量，因其流体的流速
低，这就要求测量仪表有较高的灵敏度，才能保证一定的精 度。转子流量计特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，
测量的流量可小到每小时几升。
•转子流量计主要由两个部分组成： 一是由下往上逐渐扩大的锥形管 二是放在锥形管内可自由运动的转子。
•h
测量原理
qm qv
Q m Q v
标态下的体积流量
由于气体是可压缩的，流体的体积会受工况的影响，为
了便于比较，工程上通常把工作状态下测得的体积流量换算
成标准状态（温度为 20℃ ，压力为一个标准大气压）下的体 积流量。 标准状态下的体积流量用qvn表示，单位为Nm3/s。
3.3.1 流量检测的主要方法和分类 流量检测方法有很多，就测量原理而言， 可以分为直接测量法和间接测量法两类。
或累积流量。
表示方式
•体积流量 以体积表示的瞬时流量用 qv 表示，单位为 m3/s 以体积表示的累积流量用 Qv 表示，单位为 m3
q v d A v A Qv q v dt v A
t 0
•质量流量 以质量表示的瞬时流量用 qm 表示，单位为 kg/s 以质量表示的累积流量用 Qm 表示，单位为 kg
——节流式流量计的安装
原理总结： 流体在管道中
节流件使流体收束，流速 增大，压力降低
正常流动（v、 p） “压差” 与流量有
节流件前后 出现“压差”
关 再采用差压变送器，将差压信号转换为统 一的标准信号，便于显示及控制
q
v
p
节流装置 引压管
p
差压变送器
Io
显示仪表/控制器
3.3.3 转子流量计
节流原理
低，这就要求测量仪表有较高的灵敏度，才能保证一定的精 度。转子流量计特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，
测量的流量可小到每小时几升。
•转子流量计主要由两个部分组成： 一是由下往上逐渐扩大的锥形管 二是放在锥形管内可自由运动的转子。
•h
测量原理
qm qv
Q m Q v
标态下的体积流量
由于气体是可压缩的，流体的体积会受工况的影响，为
了便于比较，工程上通常把工作状态下测得的体积流量换算
成标准状态（温度为 20℃ ，压力为一个标准大气压）下的体 积流量。 标准状态下的体积流量用qvn表示，单位为Nm3/s。
3.3.1 流量检测的主要方法和分类 流量检测方法有很多，就测量原理而言， 可以分为直接测量法和间接测量法两类。
或累积流量。
表示方式
•体积流量 以体积表示的瞬时流量用 qv 表示，单位为 m3/s 以体积表示的累积流量用 Qv 表示，单位为 m3
q v d A v A Qv q v dt v A
t 0
•质量流量 以质量表示的瞬时流量用 qm 表示，单位为 kg/s 以质量表示的累积流量用 Qm 表示，单位为 kg
——节流式流量计的安装
原理总结： 流体在管道中
节流件使流体收束，流速 增大，压力降低
正常流动（v、 p） “压差” 与流量有
节流件前后 出现“压差”
关 再采用差压变送器，将差压信号转换为统 一的标准信号，便于显示及控制
q
v
p
节流装置 引压管
p
差压变送器
Io
显示仪表/控制器
3.3.3 转子流量计
节流原理
第3章流量检测
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 = Qdt 0
t
∫ M总 = Mdt 0
标准节流装置使用条件 ? 流体应当清洁，充满圆管并 连续稳定地流动。 ? 流体的雷诺数在 104 ～ 105 以 上，不发生相变。 ? 管道必须是直的圆形截面， 直径大于50mm 。 ? 为保证流体在节流装置前后 为稳定的流动状态，在节流装置 的上、下游必须配置一定长度的 直管段。
差压计
导压管 节流装置
二、流量检测的主要方法和分类
流量测量的方法很多 , 测量原理各不相同 , 从测量方法上一般可分为三大类：
1. 速度式 2. 容积式 3. 质量式
1、速度式：通过测量流体在管路内的流速大 小或与流速相关的其它物理量来实现流量测量。
2、容积式：根据在单位时间内所排出流体的 固定容积数目来测量流体的流量。
可与之相比拟 ; (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。
缺点: (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 )。
应用场合 : 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 ,例如流体方 面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等 ;工作状 态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温 等;管径方面:从50mm 到1m; 流动条件 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。
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节流元件附近流速和压力分布情况
流量检测方法及仪表
流量基本方程式
根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出流量与压差之间 的流量方程式，即 体积流量 质量流量
式中 α——流量系数
Q F0 2p /
F0 2p
流量检测方法及仪表
腰轮流量计
测量原理
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量
室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
流量检测方法及仪表
腰轮流量计 体的体积流量。
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭管中流
就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲 转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求不高。 适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。 适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品(柴油,润滑油等)。 缺点: (1)被测介质中不能含有固体颗粒,不能夹杂机械物 (2)使用温度有一定的要求,温度过高,易卡死 腰轮流量计 (3)结构复杂,加工成本高,使用不当,或时间过久,易发生泄漏
流量检测方法及仪表
流量检测的基本概念
瞬时流量－单位时间内流体通过一定截面积的数量。
体积流量－用流体的体积来表示（Q），单位为m3/h。 质量流量－用流量的质量来表示（M），单位为kg/h。 累积流量 一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值
累积体积流量
Q总 Qdt
0
t
累积质量流量
M 总 M dt
0
t
流量计量－对在一定通道内流动流体的流量进行测量。 流量测量的任务： 根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件， 研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。
流量检测方法及仪表
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体积流量的测量方法
（1）容积法： 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。 椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。 受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。 （2）速度法： 这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积 流量。 较宽的使用条件，可用于各种工况下的流体的流量检测，利用平均流 速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对 称等都会给测量带来误差。
流量检测方法及仪表
差压式流量计分类表
分类原则 按产生差压 的作用原理 分类 按结构形式 分类 分 类 类 型
1）节流式；2）动压头式；3）水力阻力式；4）离心式；5） 动压增益式；6）射流式 1）标准孔板；2）标准喷嘴；3）经典文丘里管；4）文丘里 喷嘴；5）锥形入口孔板；6）1/4圆孔板；7）圆缺孔板；8） 偏心孔板；9）楔形孔板；10）整体（内藏）孔板；11）线性 孔板；12）环形孔板；13）道尔管；14）罗洛斯管；15）弯 管；16）可换孔板节流装置；17）临界流节流装置 1）标准节流装置；2）低雷诺数节流装置；3）脏污流节流装 置；4）低压损节流装置；5）小管径节流装置；6）宽范围度 节流装置；7）临界流节流装置；
流量检测方法及仪表
质量流量的测量方法
（1）直接法：
利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。 利用孔板和定量泵组合实现的差压式检测方法；
利用同轴双涡轮组合的角动量式检测方法；
应用麦纳斯效应的检测方法 基于科里奥利力效应的检测方法。
（2）间接法：
用两个检测元件分别测出两个相应参数，通过运算间接获取流体的质量流量。 ①ρqv2检测元件和ρ检测元件的组合；
流量检测方法及仪表
差压式流量计
孔板
基于流体流动的节流原理,利用流经节流装置时产生的压力
引压 管
差而实现流量测量的;历史悠久、技术成熟、应用最广泛。
测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污； 工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温； 管径方面：从几毫米到几米；
流动条件：亚音速流、临界流、脉动流
按用途分类
流量检测方法及仪表
应用动压能和静压能转换的原理检测流量
检测原理
• 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）。 • 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）
流量检测方法及仪表
应用容积法检测流量（椭圆齿轮流量计）
本 节 主 要 内 容
应用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计)
应用改变流通面积的方法检测流量(转子流量计) 应用电磁感应原理检测流量(电磁流量计) 应用有规则的漩涡剥离现象测量流体流量(漩涡流量计) 应用叶轮的转动测流量(涡轮流量计) 质量流量计的测量方法(直接式和间接式的测量)
②qv检测元件和ρ检测元件的组合；
③ ρqv2检测元件和qv检测元件的组合。
流量检测方法及仪表
应用容积法检测流量
测量原理 单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据
设：V0——计量室的容积 n——转子的旋转次数 则
排出的流体总量
V nV0
根据转子的形状分为：椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）
差压 计
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。
差压式流量计
流量检测方法及仪表
差压式流量计组成
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）。
流量检测方法及仪表
流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程 能源计量 一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）
二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、 蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等
环保工程 空气污染(烟废气排放 )、水污染 交通运输 管道输送 生物技术
流量检测方法及仪表
流量检测方法及仪表
流量基本方程式
根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出流量与压差之间 的流量方程式，即 体积流量 质量流量
式中 α——流量系数
Q F0 2p /
F0 2p
流量检测方法及仪表
腰轮流量计
测量原理
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量
室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
流量检测方法及仪表
腰轮流量计 体的体积流量。
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭管中流
就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲 转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求不高。 适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。 适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品(柴油,润滑油等)。 缺点: (1)被测介质中不能含有固体颗粒,不能夹杂机械物 (2)使用温度有一定的要求,温度过高,易卡死 腰轮流量计 (3)结构复杂,加工成本高,使用不当,或时间过久,易发生泄漏
流量检测方法及仪表
流量检测的基本概念
瞬时流量－单位时间内流体通过一定截面积的数量。
体积流量－用流体的体积来表示（Q），单位为m3/h。 质量流量－用流量的质量来表示（M），单位为kg/h。 累积流量 一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值
累积体积流量
Q总 Qdt
0
t
累积质量流量
M 总 M dt
0
t
流量计量－对在一定通道内流动流体的流量进行测量。 流量测量的任务： 根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件， 研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。
流量检测方法及仪表
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体积流量的测量方法
（1）容积法： 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。 椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。 受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。 （2）速度法： 这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积 流量。 较宽的使用条件，可用于各种工况下的流体的流量检测，利用平均流 速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对 称等都会给测量带来误差。
流量检测方法及仪表
差压式流量计分类表
分类原则 按产生差压 的作用原理 分类 按结构形式 分类 分 类 类 型
1）节流式；2）动压头式；3）水力阻力式；4）离心式；5） 动压增益式；6）射流式 1）标准孔板；2）标准喷嘴；3）经典文丘里管；4）文丘里 喷嘴；5）锥形入口孔板；6）1/4圆孔板；7）圆缺孔板；8） 偏心孔板；9）楔形孔板；10）整体（内藏）孔板；11）线性 孔板；12）环形孔板；13）道尔管；14）罗洛斯管；15）弯 管；16）可换孔板节流装置；17）临界流节流装置 1）标准节流装置；2）低雷诺数节流装置；3）脏污流节流装 置；4）低压损节流装置；5）小管径节流装置；6）宽范围度 节流装置；7）临界流节流装置；
流量检测方法及仪表
质量流量的测量方法
（1）直接法：
利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。 利用孔板和定量泵组合实现的差压式检测方法；
利用同轴双涡轮组合的角动量式检测方法；
应用麦纳斯效应的检测方法 基于科里奥利力效应的检测方法。
（2）间接法：
用两个检测元件分别测出两个相应参数，通过运算间接获取流体的质量流量。 ①ρqv2检测元件和ρ检测元件的组合；
流量检测方法及仪表
差压式流量计
孔板
基于流体流动的节流原理,利用流经节流装置时产生的压力
引压 管
差而实现流量测量的;历史悠久、技术成熟、应用最广泛。
测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污； 工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温； 管径方面：从几毫米到几米；
流动条件：亚音速流、临界流、脉动流
按用途分类
流量检测方法及仪表
应用动压能和静压能转换的原理检测流量
检测原理
• 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）。 • 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）
流量检测方法及仪表
应用容积法检测流量（椭圆齿轮流量计）
本 节 主 要 内 容
应用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计)
应用改变流通面积的方法检测流量(转子流量计) 应用电磁感应原理检测流量(电磁流量计) 应用有规则的漩涡剥离现象测量流体流量(漩涡流量计) 应用叶轮的转动测流量(涡轮流量计) 质量流量计的测量方法(直接式和间接式的测量)
②qv检测元件和ρ检测元件的组合；
③ ρqv2检测元件和qv检测元件的组合。
流量检测方法及仪表
应用容积法检测流量
测量原理 单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据
设：V0——计量室的容积 n——转子的旋转次数 则
排出的流体总量
V nV0
根据转子的形状分为：椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）
差压 计
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。
差压式流量计
流量检测方法及仪表
差压式流量计组成
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）。
流量检测方法及仪表
流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程 能源计量 一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）
二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、 蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等
环保工程 空气污染(烟废气排放 )、水污染 交通运输 管道输送 生物技术
流量检测方法及仪表