化工仪表基础--第三章_流量检测
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化工仪表与自动化-03-流量
2 差压式流量计
2 工作原理——节流原理
• 节流装置 = 节流元件 + 取压装置 节流元件-使管道中的流体产生局部收缩的元件 有：孔板、喷嘴、文丘里管 • 节流现象：流体的动压能和静压能相互转换的
✓ 截面1之前：流体流速为v，1 管内静压力为 P1’ ✓ 截面1：静压力升至 p，1 大于管中心压力 P2’
尤适宜带有污垢介质
2 差压式流量计
标准文丘里管 Venturi tube • 适合低压、大管径，低流速各类气
体流量精确测量。
• 如：钢铁厂热风炉的助燃风、冷风 、煤气计量（高炉煤气、焦炉煤气 、转炉煤气）及热电厂的锅炉一次 风、二次风大管径、低流速管道计 测
• 测量范围宽、安装方便
2 差压式流量计
2 差压式流量计
5.三阀组
操作： 变送器启动，三阀组操作（设初始状态为全关）： (1)开阀2；(2)开阀1或3；(3)关阀2；(4)开阀3或1； 变送器停运，三阀组操作： (1)关阀1或3；(2)关阀3或1；(3)开阀2
注：启动或停运时不能出现三阀全开， 避免将管道中的隔离液冲走
2 差压式流量计
适于孔板、长颈喷嘴
2 差压式流量计
5.三阀组
作用： • 可使一体化结构牢固，减少泄漏点； • 可在线确认变送器的零点不修正； • 一旦变送器出现故障需要检修或更换时，
可在不中断工艺情况下进行； 三阀组启动顺序（设初始状态为全关）： (1)开平衡阀2；(2)开阀1或3；(3)关平衡阀2；(4)开阀3或1； 三阀组停运顺序： (1)关阀1或3；(2)关阀3或1；(3)开阀2
2 差压式流量计
4. 标准节流装置
(1)标准节流元件——标准喷嘴 Flow nozzle • 结构：由圆弧收缩和圆筒形喉部组成。
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
化工仪表及自动化答案--8---流量检测及仪表
1.组成 2. 原理★ 3. 流量公式★ 4. 指示值修正★ 5. 电远传式转子流量计
三、转子流量计
• 定差压、变节流面积的方法（即节流面积随流量的变 化而变化，但压差却不随流量的变化而变化）
• 适于测量小流量，管径50mm以下 • 速度式流量计 • 有压力损失
【引】~是利用流体通过转子与锥形管壁之间的空隙（节流 面积）时产生的压差Δp所产生的作用力来平衡转子的 重量。当流量增加时，通过节流面积的流体的流速也 增加，只有增大节流面积，减低流速，以维持压差不 变。
1.原理
截面Ⅰ：流速初始值v1 静压力初始值p1'
截面Ⅱ：流速达最大值v2 静压力达最小值p2'
截面Ⅲ：流速v3 = v1 静压力p3' < p1'
1.原理
• 节流装置前流体压力 较高，称为正压，记 “+”；
• 节流装置后流体压力 较低，称为负压，记 “－”。
• 节流装置前后的压差 大小与流量有关。
ρ1g 2g
ρ2g 2g 2g
(截面Ⅰ所具有的能量）（截面Ⅱ所具有的能量）
p1 '− −孔板前面截面Ⅰ上的流体压力 v1 − −孔板前面截面Ⅰ上的流体平均流速 p2 '− −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的压力 v2 − −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的流体平均流速 ξ − −流体在截面Ⅰ和Ⅱ间的动能损失系数
转子原来平衡在某位置h1处，当流量Q ↑ 或流速v ↑⇒ 冲力 ↑ ⇒ 转子位置 ↑ ，节流面积 ↑ ，流速逐渐 ↓⇒ 冲力逐渐 ↓⇒ 当 满足 冲力 + 浮力 = 重力时，转子平衡在新位置h2处。
2. 原理
原理：转子在锥形管中的平衡位置 的高低与被测介质的流量大小 相对应，若在锥形管外沿其高 度刻上对应的流量值，则根据 转子平衡位置的高低就可直接 读出流量的大小。
三、转子流量计
• 定差压、变节流面积的方法（即节流面积随流量的变 化而变化，但压差却不随流量的变化而变化）
• 适于测量小流量，管径50mm以下 • 速度式流量计 • 有压力损失
【引】~是利用流体通过转子与锥形管壁之间的空隙（节流 面积）时产生的压差Δp所产生的作用力来平衡转子的 重量。当流量增加时，通过节流面积的流体的流速也 增加，只有增大节流面积，减低流速，以维持压差不 变。
1.原理
截面Ⅰ：流速初始值v1 静压力初始值p1'
截面Ⅱ：流速达最大值v2 静压力达最小值p2'
截面Ⅲ：流速v3 = v1 静压力p3' < p1'
1.原理
• 节流装置前流体压力 较高，称为正压，记 “+”；
• 节流装置后流体压力 较低，称为负压，记 “－”。
• 节流装置前后的压差 大小与流量有关。
ρ1g 2g
ρ2g 2g 2g
(截面Ⅰ所具有的能量）（截面Ⅱ所具有的能量）
p1 '− −孔板前面截面Ⅰ上的流体压力 v1 − −孔板前面截面Ⅰ上的流体平均流速 p2 '− −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的压力 v2 − −流束收缩到最小截面的Ⅱ处的流体平均流速 ξ − −流体在截面Ⅰ和Ⅱ间的动能损失系数
转子原来平衡在某位置h1处，当流量Q ↑ 或流速v ↑⇒ 冲力 ↑ ⇒ 转子位置 ↑ ，节流面积 ↑ ，流速逐渐 ↓⇒ 冲力逐渐 ↓⇒ 当 满足 冲力 + 浮力 = 重力时，转子平衡在新位置h2处。
2. 原理
原理：转子在锥形管中的平衡位置 的高低与被测介质的流量大小 相对应，若在锥形管外沿其高 度刻上对应的流量值，则根据 转子平衡位置的高低就可直接 读出流量的大小。
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。
化工仪表自动化第3章.ppt
仪表的性能指标（续）
2．变差
❖ 在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大 （正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入 的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差 的最大值和仪表量程之比的百分数称为变差，也 称回差。
仪表示值
反行程
正行程
" max
被测参数
产生原因：仪表内部 的某些元件具有储能 效应，例如弹性变形、 磁滞现象等。
❖ δ—引用误差； ❖ Μ—仪表量程。
A
B
0-100℃
0-1000℃
x 1℃
A
1C o 100C o
100%
1%
B
1C o 1000C o
100%
0.1%
仪表的性能指标
1．精确度(简称精度)
❖ 仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同 的，因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差 中的最大值Δmax。
补充
补充
❖ 疏忽误差：明显偏离真值的误差称为过失误差， 也叫粗大误差、粗差。
❖ 特点：无任何规律可循。 ❖ 产生原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心
（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条 件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙 测试等原因所造成的。这时含有粗差的测量值称 为异常值或坏值，一般均应从测量结果中剔除。
▪ 即在要求平均无故障工作时间尽可能长的同时， 又要求平均故障修复时间尽可能短，综合评价 仪表的可靠性，引出综合性指标有效度，其定 义如下：
▪ 有效度=
平均无故障工作时间
平均无故障工作时间+平均故障修复时间
工业仪表的分类
1．按仪表使用的能源分类 ❖电动仪表 电动仪表以电为能源，信号之间联系
比较方便，适宜于远距离传送和集中控制；便于 与计算机联用；近年来，电动仪表也可以做到防 火、防爆，更有利于电动仪表的安全使用。但电 动仪表一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁 场、放射性等环境影响。
化工仪表及自动化第3章流量检测PPT课件
29
PPT课件
第二节 转子流量计
转子流量计中转子的平衡条件是
（3-13）
由式（3-13）可得
（3-14）
根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小
或 将式（3-26）代入上两式， 得
或
30
化工仪表及自动化第3章流量检测 PPT课件
第二节 转子流量计
二、电远传式转子流量计
它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适 合于远传，进行显示或记录。
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应下 倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。
③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
化工仪表及自动化第3章流量检测
24
PPT课件
第一节 差压式流量计
（2）测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。
17
PPT课件
第一节 差压式流量计
举例 以DDZ-Ⅲ型压力变送器为例
DDZ-Ⅲ型差压变送器将差压信号转换 为4～20mA的直流电流信号。
在差压Δp作用下，产生一个测试力， 即
（3-5）
f为膜片的有效面积。
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量板 ; 7—拉 杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠杆 ; 12—放大器 ; 13—
（3-7）
式中,
为一比例系数。
19
化工仪表及自动化第3章流量检测 PPT课件
第一节 差压式流量计
而
（3-8）
（3-9）
化工仪表及自动化课件第三节 流量检测及仪表
第三节 流量检测及仪表
本 节 主 要 内 容
一、差压式流量计 二、转子流量计
三、电远传式转子流量计
四、其他流量计
流量测量概述 定义
流量：单位时间内流过管道某一截面流体的量，亦称瞬时 流量。 总流量：在一段时间内流过流体量的总和，也可用在这段
时间内对瞬时流量的积分。
平均流量：总流量除以得到总流量的时间间隔称该段时间 内的平均流量。
（2）测量气体流量时，差压计最好安装在节流装置上部。 如果一定要装在下部时，引压管的最低处要安装沉降器， 以便排除冷凝液或污物。 (3) 测量水蒸气流量时，可按照测量液体的做法安装差压 计的位置。为了防止差压计受高温蒸汽的影响，在靠近节 流装置处安装两个冷凝器，且使两个冷凝器液面高度相同， 以防影响差压计的测量
( t w ) f ( t f ) w
(7.8 1.0) 0.8 0.9 (7.8 0.8) 1.0
Q0 30 m3 Qf 33.3 h K Q 0.9
（二）气体流量的换算 转子流量计用来测气体时，是在工业基准状 态下用空气标定的。对于非空介质在不同于基准 状态下测量时，按下式校正。
（3） 引压管要采取防烘烤、防冻结等措施。 （4）全部引压管管路要密封无漏，并装有必要的切断、 冲洗、排污等所需的阀门。 (5) 测量粘性或腐蚀性流体时，应加隔离罐或分离器。
差压计的安装
（1）测量液体流量时，差压计最好装在节流装置下部。 如果差压计一定要装在上部时，引压管的最高处要安装集 气器，最低处要安装沉降器，以便排除管内的气体或沉积 物。
节流装臵的其他辅件
引压导管 冷凝器 隔离器、集气器和沉降器
（一）导压管
其内径一般不小于6mm。对于水、蒸汽和干燥空气， 内径可适当小一些。湿气体、低中粘度的油类应粗一些。 导压管应尽量短些，以防压力信号滞后时间较长，影响测 量的动态特性。
本 节 主 要 内 容
一、差压式流量计 二、转子流量计
三、电远传式转子流量计
四、其他流量计
流量测量概述 定义
流量：单位时间内流过管道某一截面流体的量，亦称瞬时 流量。 总流量：在一段时间内流过流体量的总和，也可用在这段
时间内对瞬时流量的积分。
平均流量：总流量除以得到总流量的时间间隔称该段时间 内的平均流量。
（2）测量气体流量时，差压计最好安装在节流装置上部。 如果一定要装在下部时，引压管的最低处要安装沉降器， 以便排除冷凝液或污物。 (3) 测量水蒸气流量时，可按照测量液体的做法安装差压 计的位置。为了防止差压计受高温蒸汽的影响，在靠近节 流装置处安装两个冷凝器，且使两个冷凝器液面高度相同， 以防影响差压计的测量
( t w ) f ( t f ) w
(7.8 1.0) 0.8 0.9 (7.8 0.8) 1.0
Q0 30 m3 Qf 33.3 h K Q 0.9
（二）气体流量的换算 转子流量计用来测气体时，是在工业基准状 态下用空气标定的。对于非空介质在不同于基准 状态下测量时，按下式校正。
（3） 引压管要采取防烘烤、防冻结等措施。 （4）全部引压管管路要密封无漏，并装有必要的切断、 冲洗、排污等所需的阀门。 (5) 测量粘性或腐蚀性流体时，应加隔离罐或分离器。
差压计的安装
（1）测量液体流量时，差压计最好装在节流装置下部。 如果差压计一定要装在上部时，引压管的最高处要安装集 气器，最低处要安装沉降器，以便排除管内的气体或沉积 物。
节流装臵的其他辅件
引压导管 冷凝器 隔离器、集气器和沉降器
（一）导压管
其内径一般不小于6mm。对于水、蒸汽和干燥空气， 内径可适当小一些。湿气体、低中粘度的油类应粗一些。 导压管应尽量短些，以防压力信号滞后时间较长，影响测 量的动态特性。
化工仪表第3章1压力检测
“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为 起点，符号为Pg。
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有:表压、绝对压力、负压或真空 度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
P绝
P真 P绝 零线
图3-4 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度 来表示。
0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
变差
最大绝对差值 测量范围上限值 测量范围下限值
100%
检测仪表的主要性能指标
三、灵敏度和灵敏限
仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个
位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变
慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时
间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上
一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时
间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
检测仪表的主要性能指标
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有:表压、绝对压力、负压或真空 度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
P绝
P真 P绝 零线
图3-4 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度 来表示。
0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
变差
最大绝对差值 测量范围上限值 测量范围下限值
100%
检测仪表的主要性能指标
三、灵敏度和灵敏限
仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个
位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变
慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时
间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上
一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时
间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
检测仪表的主要性能指标
精品化工课件-流量检测原理
图3-10 差动变压器结构
31
第二节 转子流量计
转换原理
若将转子流量计的转子 与差动变压器的铁芯连接起 来，使转子随流量变化的运 动带动铁芯一起运动，那么， 就可以将流量的大小转换成 输出感应电势的大小。
32
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
33
第三节 漩涡流量计
M h 2gV t f f
或
A
Q h 2 p f
Q h 2gV t f
f A
30
第二节 转子流量计
二、电远传式转子流量计
它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适 合于远传，进行显示或记录。
LZD系列电远传式转子流量计主要由流量变送及电动显示 两部分组成。 1.流量变送部分
流量检测原理
内容提要
差压式流量计
节流现象与流量基本方程式 标准节流装置 力矩平衡式差压变送器 差压式流量计的测量误差
转子流量计
工作原理 电远传式转子流量计
漩涡流量计
1
内容提要
质量流量计
直接式质量流量计 补偿式质量流量计
其他流量计
靶式流量计 椭圆齿轮流量计 涡轮流量计 电磁流量计
14
第一节 差压式流量计 三、力矩平衡式差压变送器
变送器是单元组合式仪表中不可缺少的基本单元之 一。
所谓单元组合式仪表,这是将对参数的检测及其变送、 显示、控制等各部分,分别做成只完成某一种功能而又 能各自独立工作的单元仪表 (简称单元,例如变送单元、 显示单元、控制单元等)。
15
第一节 差压式流量计
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。
31
第二节 转子流量计
转换原理
若将转子流量计的转子 与差动变压器的铁芯连接起 来，使转子随流量变化的运 动带动铁芯一起运动，那么， 就可以将流量的大小转换成 输出感应电势的大小。
32
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
33
第三节 漩涡流量计
M h 2gV t f f
或
A
Q h 2 p f
Q h 2gV t f
f A
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第二节 转子流量计
二、电远传式转子流量计
它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适 合于远传，进行显示或记录。
LZD系列电远传式转子流量计主要由流量变送及电动显示 两部分组成。 1.流量变送部分
流量检测原理
内容提要
差压式流量计
节流现象与流量基本方程式 标准节流装置 力矩平衡式差压变送器 差压式流量计的测量误差
转子流量计
工作原理 电远传式转子流量计
漩涡流量计
1
内容提要
质量流量计
直接式质量流量计 补偿式质量流量计
其他流量计
靶式流量计 椭圆齿轮流量计 涡轮流量计 电磁流量计
14
第一节 差压式流量计 三、力矩平衡式差压变送器
变送器是单元组合式仪表中不可缺少的基本单元之 一。
所谓单元组合式仪表,这是将对参数的检测及其变送、 显示、控制等各部分,分别做成只完成某一种功能而又 能各自独立工作的单元仪表 (简称单元,例如变送单元、 显示单元、控制单元等)。
15
第一节 差压式流量计
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。
化工基础流速和流量的测量教学PPT
qV CR s2
2gVf ( f ) sf
3) 转子流量计的量程 4) 阻力损失
qV max S2,max
q S V min
2,min
Re 104时，阻力损失不随流量变化。
(4) 安装
1) 必须垂直安装〔只能测垂直管中流量〕； 2) 必须保证转子位于管中心；
〔转子上刻有斜槽〕 3) 各种流量计在管路中的安装；
层流： u 0.5umax 湍流： u 0.8umax
2) 安装 a〕管口截面： 严格垂直于流体的流动方向； b〕测量点选择： 在稳定流动段〔直管段〕， 且前后直管各50d , 至少 8-12d；
c〕毕托管直径： 外径不超过管径的1/50；
d〕测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 > 5 m/s；
(3) 流量计的校正 1) 刻度标准(厂家)：液体 20℃、 水；
气体 20℃、101325 Pa的空气。 2) 条件变化时，校正方法：
* 测不同种类流体时， a〕校正密度 同一刻度下，
即：qVB qVA
A( f B ) B ( f A)
b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法〕 * 量程不符时， 改变转子ρf、Vf、Sf
2.6 流体输送设备
流体流动需要一定的推动力来抑制管路和设备的阻力， 才能把流体从低处送到高处，或从低压系统输送到高 压系统。一般把输送液体的机械通称为泵，输送气体 的①机动械力称〔为叶轮风〕机式或利压用缩高机速。旋转的叶轮给流体提供动能。
②容积〔正位移〕式 利用活塞、齿轮、螺杆等直接挤压流体 ③不属于上述类型的其它形式的泵，如喷射泵。 作用：向系统输入能量，补充所需机械能；
出的流量与扬程、功率, 效率之间的关系曲线称为
《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，
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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① 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。 ② 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。
第一节 差压式流量计
③ 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。 ④ 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径 D≥50mm的管道中。 ⑤ 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 ⑥ 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 ⑦ 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。
第一节 差压式流量计
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 流量测量的。
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置 和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以 及显示仪表所组成。
第一节 差压式流量计
n 一、节流现象与流量基本方程式
流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前 后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现 象。
第一节 差压式流量计
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应 下倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。 ③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
第一节 差压式流量计
①取压点应在节流装置的上半部。 ②引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度， 以使引压导管中不滞留液体。 ③如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和 排放阀，如图3-5所示。
在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差， 有的甚至高达10％～20％。
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。
第一节 差压式流量计
被测流体工作状态的变动。 节流装置安装不正确。 孔板入口边缘的磨损。 导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象 到23页 差压计安装或使用不正确 到27页
第一节 差压式流量计
国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里 管等标准化，并称为“标准节流装置”。
采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的 规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。
第一节 差压式流量计
①在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘 里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合 下,以采用孔板为最多。 ②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
第一节 差压式流量计 n 三、力矩平衡式差压变送器
第一节 差压式流量计
分类
按使用的能源不同,单元组合式仪表有气动单元组 合式仪表(QDZ型)和电动单元组合式仪表(DDZ型)。
差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的 气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分 界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连 续测量液体、蒸汽和气体的流量。
第三章 流量检测
内容提要
n 差压式流量计 n 转子流量计 n 漩涡流量计 n 质量流量计 n 其他流量计
概述
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。
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。
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。
概述
M Q
或
Q
M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总
t
Qdt,
0
M总
t
Mdt
0
测量流体流量的仪表。
：测量流体总量的仪表。
概述
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 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。
以测量流体流过的质量M为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。
第一节 差压式流量计
③在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的 介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。 ④在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的 测量精度,而且所需的直管长度也较短。 ⑤如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文 丘里管只适用于低压的流体介质。
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
图3-5 测量气体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管； 3—差压变送器；4—贮液罐；
5—排放阀
图3-6 测量蒸汽流量的连接图
1—节流装置；2—凝液罐； 3—引压导管；4—排放阀； 5—差压变送器；6—平衡阀
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量 板 ; 7—拉杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠
杆 ; 12—放大器 ; 13—永久磁钢 ; 14—可动线圈 ; 15—调零弹簧
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
力矩平衡式差压变送器是一种典型的自平衡检测
仪表，它利用
的工作原理克服元件材料、加工
工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量准确
度 (一般为0.5级)、工作稳定、可靠、线性好、不灵
敏区小、温度误差小等一系列优点。
第一节 差压式流量计
DDZ-Ⅲ型Βιβλιοθήκη 压变送器将差压 信号转换为4～20mA的直流 电流信号。
第一节 差压式流量计
图3-1 孔板装置及压 力、流速分布图
第一节 差压式流量计
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
1
p
M F0 21p
要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。 流量与压力差ΔP的平方根成正比。
第一节 差压式流量计
导压管要正确地安装，防止堵塞与渗漏，否则会引起较 大的测量误差。对于不同的被测介质，导压管的安装亦有不 同的要求，下面分类讨论。
图3-3 测量液体流量时 的取压点位置
图3-4 测量液体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管；3—放空阀；4—平衡 阀；5—差压变送器；6—贮气罐；7—切断阀
第一节 差压式流量计
③ 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。 ④ 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径 D≥50mm的管道中。 ⑤ 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 ⑥ 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 ⑦ 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。
第一节 差压式流量计
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 流量测量的。
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置 和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以 及显示仪表所组成。
第一节 差压式流量计
n 一、节流现象与流量基本方程式
流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前 后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现 象。
第一节 差压式流量计
①取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角α为 0°～45°。 ②引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应 下倾一定坡度（至少1∶20～1∶10），使气泡易于排出。 ③在引压导管的管路中，应有排气的装置。
第一节 差压式流量计
①取压点应在节流装置的上半部。 ②引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度， 以使引压导管中不滞留液体。 ③如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和 排放阀，如图3-5所示。
在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差， 有的甚至高达10％～20％。
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。
第一节 差压式流量计
被测流体工作状态的变动。 节流装置安装不正确。 孔板入口边缘的磨损。 导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象 到23页 差压计安装或使用不正确 到27页
第一节 差压式流量计
国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里 管等标准化，并称为“标准节流装置”。
采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的 规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。
第一节 差压式流量计
①在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘 里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合 下,以采用孔板为最多。 ②当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。
第一节 差压式流量计 n 三、力矩平衡式差压变送器
第一节 差压式流量计
分类
按使用的能源不同,单元组合式仪表有气动单元组 合式仪表(QDZ型)和电动单元组合式仪表(DDZ型)。
差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的 气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分 界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连 续测量液体、蒸汽和气体的流量。
第三章 流量检测
内容提要
n 差压式流量计 n 转子流量计 n 漩涡流量计 n 质量流量计 n 其他流量计
概述
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。
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。
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。
概述
M Q
或
Q
M
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总
t
Qdt,
0
M总
t
Mdt
0
测量流体流量的仪表。
：测量流体总量的仪表。
概述
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 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。
以测量流体流过的质量M为依据的流量计。 质量流量计分直接式和间接式两种。
第一节 差压式流量计
③在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的 介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。 ④在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的 测量精度,而且所需的直管长度也较短。 ⑤如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文 丘里管只适用于低压的流体介质。
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
图3-5 测量气体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管； 3—差压变送器；4—贮液罐；
5—排放阀
图3-6 测量蒸汽流量的连接图
1—节流装置；2—凝液罐； 3—引压导管；4—排放阀； 5—差压变送器；6—平衡阀
图3-2 DDZ-Ⅲ型差压变送器示意图
1—测量气室 ; 2—测量膜片 ; 3—支点 ; 4—主杠杆 ; 5—推板 ; 6—矢量 板 ; 7—拉杆 ; 8—支撑簧片 ; 9—动铁心 ; 10—差动变送器 ; 11—副杠
杆 ; 12—放大器 ; 13—永久磁钢 ; 14—可动线圈 ; 15—调零弹簧
第一节 差压式流量计
第一节 差压式流量计
力矩平衡式差压变送器是一种典型的自平衡检测
仪表，它利用
的工作原理克服元件材料、加工
工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量准确
度 (一般为0.5级)、工作稳定、可靠、线性好、不灵
敏区小、温度误差小等一系列优点。
第一节 差压式流量计
DDZ-Ⅲ型Βιβλιοθήκη 压变送器将差压 信号转换为4～20mA的直流 电流信号。
第一节 差压式流量计
图3-1 孔板装置及压 力、流速分布图
第一节 差压式流量计
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
1
p
M F0 21p
要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。 流量与压力差ΔP的平方根成正比。
第一节 差压式流量计
导压管要正确地安装，防止堵塞与渗漏，否则会引起较 大的测量误差。对于不同的被测介质，导压管的安装亦有不 同的要求，下面分类讨论。
图3-3 测量液体流量时 的取压点位置
图3-4 测量液体流量时的连接图
1—节流装置；2—引压导管；3—放空阀；4—平衡 阀；5—差压变送器；6—贮气罐；7—切断阀