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常用流量计
流量测量的基本概念：
自动检测技术
-
1
自动检测技术
-
2
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
– 测量范围度大，通常为20:1～50:1；
– 不能测量电导率很低的液体；
– 不能用于较高温度的-液体。
16
1.电磁流量计原理
电 磁 流 量 计 测 量 原 理
自动检测技术
-
17
自动检测技术
导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动， 与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势
EBD (1)
依据流体力学中的伯努利方程（2-96）和连续性方程（2-
97），可以推导出理想流体的流量基本方式程，即
P1 v12 P2 v22
2 2
（2-96）
v14D2 v24d2 （2-97）
可求得流经节流件的流速为
1
2
v2 1(d/D)4- (P1P2)
(2—98)
6
自动检测技术
根据体积流量的定义，可写出体积流量的理论方程式为
液体的体积流量
qv A qv D2/4 4.qv /D2 (2)
(1)(2) E(4B/ D )qvKvq
式中, K为仪表常数，K= 4B/πD
在管道直径确定，磁感应强度不变的条件下，体积流量与电
磁感应电势有一一对应的线性关系，而与流体密度、粘度、温
度、压力和电导率无关。
-
18
自动检测技术 2. 电磁流量计的构成
qvv2A2
1 d2
1(d/D)4 4
2
(P 1P 2)
（2—99）
质量流量方式为
qmv2A 21(d 1/D )44d2 2(P 1P 2) （2—100）
3、实际流量公式
引入流出系数C，定义为实际流量与理论流量之比。并以实际
采用的某种取压方式所得到的压差Δp来代替（p1 p 2 ）
的值，令直径比 d ，对式（2-99）和式（2-100）进行
（1）标准孔板
-
9
自动检测技术
标准孔板的形状如图2-109所示，是 一块具有与管道同心圆形开孔的圆板， 迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆 筒形孔，顺流的出口呈扩散和锥形。 标准孔板的主要特点是结构简单、加 工方便、价格便宜。压力损失较大， 测量精度较低，只适用于洁净流体介 质，测量大管径高温高压介质时，孔 板易变形。
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：
1；压力损失较大，精度不够高（±1%～±2%）。
它由节流装置、测量静压装置和测量仪表三部分构成。
-
3
1、节流装置工作原理 所谓节流装置是在管道中 安装一个直径比管径小的 节流件，如孔板、喷嘴、 文丘利管等.
• 电磁流量计＝流量传感器＋转换器
电磁流量- 计的结构图
19
自动检测技术
（1）流量传感器
①外壳（铁磁材料制成） 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
图2-109 标准孔板
-
10
自动检测技术
（2）标准喷嘴 标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对称体，主要由入口 圆弧收缩部分与出口圆筒形喉部组成，有ISA1932喷嘴和长径喷 嘴两种形式。
图2-110 ISA1932喷嘴
-
11
自动检测技术
（3）文丘利管 文丘利管是由收缩段、圆筒形喉部与圆锥形扩散管3部分组成。 按收缩段的形状不同，又分为古典文丘利管和文丘利喷嘴。
-
自动检测技术
14
（2）法兰取压 法兰取压装置即为设有取压孔的法 兰，其结构如图2-114所示。上下 游的取压孔必须垂直于管道轴线， 取压孔的轴线离孔板上下游端面的 距离为25.4mm。取压孔的轴线应与 管道轴线直角相交，孔口与管内表 面平齐，上下游取压孔的孔径相同， 孔径不得大于0.08D，实际尺寸应 为6～12mm。
4-4—径距取压-；5-5—损失取压
13
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。 （1）角接取压 角接取压装置包括单独钻孔取压 的夹紧环（见图2-113的下半部分） 和环室（见图2-113的上半部分）。
图2-111 文丘-利管
12
自动检测技术
5、取压装置 取压装置是指取压的位置与取压口的结构形式的总称。节流件上 下游取压孔的位置表征标准孔板的取压方式，取压方式有5种。 各种取压方式及取压孔位置如图2-152所示。
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；
-
自动检测技术
来自百度文库15
自动检测技术
二、电磁流量计
-----利用法拉第电磁感应定律，测量导电液体体积流量
特点：
– 测量通道是光滑直管，不易阻塞
– 适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体；
– 不产生因检测流量所形成的压力损失；
– 不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化影 响；
– 前置直管段要求较低；
qm1 C 4 4d2
2 pd2
4
2 p
（2—102）
-
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自动检测技术
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，由此 流量公式可表示为
qv d2 2 p 4
（2—105）
qm
d2
4
2p
（2—106）
4、标准节流件
常用的标准节流元件有标准孔板、喷嘴和文丘里管。
自动检测技术
-
4
以孔板为例，观察在管道中 流动的流体经过节流件时流 体的静压力和流速的变化情 况。
自动检测技术
流体流经喷嘴和文丘里管的 情况与孔板相似，它们的开 孔面积和流束的最小收缩截 面基本一致。
流体流经节流件时压力和流速变化情况
-
5
自动检测技术
2、流量方程
假定在水平管道内流动的是不可压缩的、无黏性的理想流体，
D
修正，
-
7
自动检测技术
令： E
C CE
1 4 1
1 4
（2—103）
qvv2A2
1 d2
1(d/D )4 4
2(P 1P 2)
qmv2A 21(d 1/D )4 4d2 2(P 1P 2)
（2—104）
称为流量系数，是通过实验方法确定的。
则：
qv
C
d2
14 4
2p4d2
2p
（2—101）
流量测量的基本概念：
自动检测技术
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自动检测技术
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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
– 测量范围度大，通常为20:1～50:1；
– 不能测量电导率很低的液体；
– 不能用于较高温度的-液体。
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1.电磁流量计原理
电 磁 流 量 计 测 量 原 理
自动检测技术
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自动检测技术
导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动， 与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势
EBD (1)
依据流体力学中的伯努利方程（2-96）和连续性方程（2-
97），可以推导出理想流体的流量基本方式程，即
P1 v12 P2 v22
2 2
（2-96）
v14D2 v24d2 （2-97）
可求得流经节流件的流速为
1
2
v2 1(d/D)4- (P1P2)
(2—98)
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自动检测技术
根据体积流量的定义，可写出体积流量的理论方程式为
液体的体积流量
qv A qv D2/4 4.qv /D2 (2)
(1)(2) E(4B/ D )qvKvq
式中, K为仪表常数，K= 4B/πD
在管道直径确定，磁感应强度不变的条件下，体积流量与电
磁感应电势有一一对应的线性关系，而与流体密度、粘度、温
度、压力和电导率无关。
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自动检测技术 2. 电磁流量计的构成
qvv2A2
1 d2
1(d/D)4 4
2
(P 1P 2)
（2—99）
质量流量方式为
qmv2A 21(d 1/D )44d2 2(P 1P 2) （2—100）
3、实际流量公式
引入流出系数C，定义为实际流量与理论流量之比。并以实际
采用的某种取压方式所得到的压差Δp来代替（p1 p 2 ）
的值，令直径比 d ，对式（2-99）和式（2-100）进行
（1）标准孔板
-
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自动检测技术
标准孔板的形状如图2-109所示，是 一块具有与管道同心圆形开孔的圆板， 迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆 筒形孔，顺流的出口呈扩散和锥形。 标准孔板的主要特点是结构简单、加 工方便、价格便宜。压力损失较大， 测量精度较低，只适用于洁净流体介 质，测量大管径高温高压介质时，孔 板易变形。
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：
1；压力损失较大，精度不够高（±1%～±2%）。
它由节流装置、测量静压装置和测量仪表三部分构成。
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1、节流装置工作原理 所谓节流装置是在管道中 安装一个直径比管径小的 节流件，如孔板、喷嘴、 文丘利管等.
• 电磁流量计＝流量传感器＋转换器
电磁流量- 计的结构图
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自动检测技术
（1）流量传感器
①外壳（铁磁材料制成） 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
图2-109 标准孔板
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自动检测技术
（2）标准喷嘴 标准喷嘴是一种以管道轴线为中心线的旋转对称体，主要由入口 圆弧收缩部分与出口圆筒形喉部组成，有ISA1932喷嘴和长径喷 嘴两种形式。
图2-110 ISA1932喷嘴
-
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自动检测技术
（3）文丘利管 文丘利管是由收缩段、圆筒形喉部与圆锥形扩散管3部分组成。 按收缩段的形状不同，又分为古典文丘利管和文丘利喷嘴。
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自动检测技术
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（2）法兰取压 法兰取压装置即为设有取压孔的法 兰，其结构如图2-114所示。上下 游的取压孔必须垂直于管道轴线， 取压孔的轴线离孔板上下游端面的 距离为25.4mm。取压孔的轴线应与 管道轴线直角相交，孔口与管内表 面平齐，上下游取压孔的孔径相同， 孔径不得大于0.08D，实际尺寸应 为6～12mm。
4-4—径距取压-；5-5—损失取压
13
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。 （1）角接取压 角接取压装置包括单独钻孔取压 的夹紧环（见图2-113的下半部分） 和环室（见图2-113的上半部分）。
图2-111 文丘-利管
12
自动检测技术
5、取压装置 取压装置是指取压的位置与取压口的结构形式的总称。节流件上 下游取压孔的位置表征标准孔板的取压方式，取压方式有5种。 各种取压方式及取压孔位置如图2-152所示。
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；
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自动检测技术
来自百度文库15
自动检测技术
二、电磁流量计
-----利用法拉第电磁感应定律，测量导电液体体积流量
特点：
– 测量通道是光滑直管，不易阻塞
– 适用于测量含有固体颗粒或纤维的液固二相流体；
– 不产生因检测流量所形成的压力损失；
– 不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化影 响；
– 前置直管段要求较低；
qm1 C 4 4d2
2 pd2
4
2 p
（2—102）
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自动检测技术
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，由此 流量公式可表示为
qv d2 2 p 4
（2—105）
qm
d2
4
2p
（2—106）
4、标准节流件
常用的标准节流元件有标准孔板、喷嘴和文丘里管。
自动检测技术
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4
以孔板为例，观察在管道中 流动的流体经过节流件时流 体的静压力和流速的变化情 况。
自动检测技术
流体流经喷嘴和文丘里管的 情况与孔板相似，它们的开 孔面积和流束的最小收缩截 面基本一致。
流体流经节流件时压力和流速变化情况
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自动检测技术
2、流量方程
假定在水平管道内流动的是不可压缩的、无黏性的理想流体，
D
修正，
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自动检测技术
令： E
C CE
1 4 1
1 4
（2—103）
qvv2A2
1 d2
1(d/D )4 4
2(P 1P 2)
qmv2A 21(d 1/D )4 4d2 2(P 1P 2)
（2—104）
称为流量系数，是通过实验方法确定的。
则：
qv
C
d2
14 4
2p4d2
2p
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