目前流量的测量方法

目前流量的测量方法

目前工业上常用的流量计仪表种类繁多，按其工作原理大致可分为：容积式，压差式，流体阻力式，速度式流量计等几大类。

一，容积式流量计

容积式流量计又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积．所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”．这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成．容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差．流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口．在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口．在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数．就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。常用的有椭圆齿轮流量计，腰轮转子流量计和比较新型流量计。

优点：计量精度高; 安装管道条件对计量精度没有影响; 可用于高粘度液体的测量; 范围度宽; 直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

缺点：结果复杂,体积庞大;被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;不适用于高、低温场合;大部分仪表只适用于洁净单相流体; 产生噪声及振动。

二，压差式流量计

压差式式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的流量仪器。在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。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

压差式流量计根据不同应用选用不同节流件：

标准孔板

标准孔板是目前唯一不用实流标定的节流装置，具有低成本，

可复制，精度可溯源等优势。这种测量方法是以流动连续性方

程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的，

SAILSORS采用的节流件符合ISO 5167-2.03和GB/T 2624-93。

应用的压强范围：2.5MPa ~10Mpa，取决于密封压力等级。

应用的温度范围：-40℃～450℃

管道直径(mm)：Φ50~Φ500

系统精度：±0.5~2.5%(与现场工况有关)

管段式V型锥

节流件为一个悬挂在管道中央的锥形体。流体在节流元件的作用

下，经过"非稳定流→整流→稳定流"的过程，因此V形锥在扰动

流体中也能取得稳定和精确的差压值；另一个优点是，由于流体

在经过V型节流件时产生的边界效应使肮脏流体不能

磨损节流件，使V形锥具有长期的稳定性，无需重复标定。

应用的压强范围：0.25MPa ~42Mpa，取决于密封压力等级。

应用的温度范围：-196℃～850℃

管道直径(mm)：Φ15~Φ3000

系统精度：±0.3~0.5%(与现场工况有关)

插入式V型巴

子弹头截面形状的V型探头能产生精确的压力分布，固定的流体分

离点；位于探头侧后两边、流体分离点之前的低压取压孔，可以生成

稳定的差压信号，并且有效防堵。内部一体化结构能避免信号渗漏提

高探头结构强度，保持长期高精度。

应用的压强范围：0.65MPa ~42Mpa，取决于密封压力等级。

应用的温度范围：-196℃～850℃

管道直径(mm)：Φ50~Φ12000（圆管），边长200~4000（方管）

系统精度：±0.5~2.0%(与现场工况有关)

三，流体阻力式流量计

流体阻力式流量计是利用阻力体对流体产生的阻力来测量流量的传感器，阻力体有圆盘状（称为靶）和转子等不同形式，相应的流量计分别称为靶式流量计和转子流量计。

靶式流量计

它将圆形靶悬在管道中央，通过杠杆将所受阻力传递到力平衡转换器。作用于靶上主要有两种力。一种是冲击到靶上的流体动量所造成的动压力；另一种是流体通过靶与管壁之间的环形空隙时，节流作用所产生的静压差。薄圆形靶的周边上所受的粘滞力与前两种力相比可以忽略。靶所受到的合力与流速的平方成正比。力平衡式转换器利用差动变压器，把杠杆的位移转换成电信号，再通过一个反馈线圈产生电磁力作用于杠杆并与流体阻力平衡。此时转换器的电流即与流速的平方成正比。靶式流量计利用了力平衡式传感器的优点和靶的特性，它能检测非导电性流体和差压式流量计不能测量的流体，如高粘度流体，高温熔融的浆液流体，也可检测气体和蒸汽的流量。应用的压强范围：0.6～42MPa

应用的温度范围：-180～+500℃

管道直径(mm)：DN15～DN3000mm

系统精度：±0.2～±1.5%FS

转子流量计

它有一个垂直的锥形玻璃管或金属管，在锥形管内漂浮着一个转子或称浮子。所

以转子流量计又称浮子流量计。转子的重量靠自下而上的流体压力平衡。随着流体流速的变化，转子自由地在锥形管内上、下移动。随转子上升锥形管的截面积逐渐增大，起到减缓升力增加的作用。转子上、下移动的距离可以作为流量的度量。简单的读出方法是通过标定，在锥形管壁上刻线来表示流量大小。也可以将转子通过导杆与差动变压器的铁心相连，把转子的位移转换成电信号输出。转子流量计灵敏度较高，读数直观方便，常用于测量气体和液体流量，尤其适合于小流量测量，如实验室和仪器设

备中的流量监视。

应用的压强范围：≤6.4MPa

应用的温度范围：：-20 ～80℃

系统精度：1.5/2.5

四，速度式流量计

速度式流量计主要有：涡轮流量计，超声波流量计，电磁流量计。

涡轮流量计

原理：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有

转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件

下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器（由永久磁钢和线圈组成）

的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电

脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远

传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。在一定的流量范围内，脉冲频率f与流经

传感器的流体的瞬时流量Q成正比，流量方程为：Q=3600×f/k 式中：f——脉冲频率[Hz]；

k——传感器的仪表系数[1/m]，由校验单给出。若以[1/L]为单位Q=3.6×f/k ，Q——流体的瞬时流量（工作状态下）[m/h]；3600——换算系数。

涡轮流量计总体原理框图如下图所示：

公称口径：管道式：DN4～DN200

插入式：DN100～DN2000

环境温度：-20℃～50℃

大气压力：86KPa～106Kpa