最新流量检测及仪表

(a) 孔板 (b)文丘里管
3.1.2 测量原理
在管道中流动的流体具有动压能和静压能，在 一定条件下这两种形式的能量可以相互转换，但 参加转换的能量总和不变。用节流元件测量流量 时，流体流过节流装置前后产生压力差
Δp(Δp=p1-p2)，且流过的流量越大，节流装置
前后的压差也越大，流量与压差之间存在一定关 系，这就是差压式流量传感器测量原理。
（2）在测量蒸汽和气体流量时，常遇到工作条件的
密度ρ与设计时的密度ρc不相同，这时必须对示数
进行修正。 （3）显示仪表刻度通常是线性的，测量值（差压信
号）要经过开方运算进行线性化处理后再送显示 仪表。
（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)：
压Δp成平方根关系，对于直接配用差压计显示流
量时，流量标尺是非线性的，为了得到线性刻度， 可加开方运算电路或加开方器。如差压流量变送 器带有开方运算，变送器的输出电流就与流量成 线性关系。显示仪表则显示流量的大小。
要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相 符，必须做到以下几点：
（1）差压变送器的压差和显示仪表的流量标尺有若 干种规格，选择时应与节流装置孔径匹配。
流量检测及仪表
机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的负 荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控制。 以便为生产操作和控制提供依据。同时，为了进 行经济核算，经常需要知道在一段时间（如一班、 一天等）内流过的介质总量。所以，介质流量 （液体、气体和蒸汽等）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
① 被测流体为清洁液体时，导压管路安装方式如图 3 - 4 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
图3-4 清洁液பைடு நூலகம்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3 - 5 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 图3-5 清洁干气体时的安装图示意图
③ 被测流体为蒸汽时，导压管路安装如图3 - 6所示。
图3-6 测量蒸汽时的安装图示意图
④ 被测流体为洁净湿气体时，导压管路安装如图 3 - 7 所示。
图3-7 测量洁净湿气体时的安装图示意图
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3.2 靶式流量计
在流体通过的管道中，垂直于流动方向插上一块 圆盘形的靶。流体通过时对靶片产生推力，经杠 杆系统产生力矩。力矩与流量的平方近似成正比。
流量方程式为 ： 流量公式中的流量系数α与节流装置的结构形式、
取压方式、节流装置开孔直径、流体流动状态 （雷诺数）及管道条件等因素有关。对于标准节
流装置，α值可直接从有关手册中查出。
节流装置是将被测流体的流量值变换成差压信
号Δp，节流装置输出的差压信号由压力信号管路
输送到差压变送器（或差压计）。
由流量基本方程式可以看出，被测流量与差
个重要参数。
3.1.1 节流装置
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。 机组控制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， 如图3-2所示。（动画）
图3-2
图3-12 旋涡流量计测量原理图
在一定的雷诺数Re范围内，体积流量qv与旋涡
的频率f成线性关系。只要测出旋涡的频率f就能
求得流过流量计管道流体的体积流量qv 。 旋涡流量计的输出信号是与流量成正比的脉冲
频率信号或标准电流信号，可以远距离传输，而 且输出信号与流体的温度、压力、密度、成分、 粘度等参数无关。该流量计量程比宽，结构简单 ，无运动件，具有测量精度高、应用范围广、使 用寿命长等特点。
测得旋转频率就可求得体积流量。
图3-11 椭圆齿轮流量测量示意图
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3.5 涡街流量计
旋涡流量计又称涡街流量计，其测量方法基于流 体力学中的卡门涡街原理。把一个旋涡发生体 （如圆柱体、三角柱体等非流线型对称物体）垂 直插在管道中，当流体绕过旋涡发生体时会在其 左右两侧后方交替产生旋涡，形成涡列，且左右 两侧旋涡的旋转方向相反。这种涡列就称为卡门 涡街。
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图 3 3 孔 板 前 后 流 体 的 速 度 与 压 力 的 分 布 图
图3-3为节流件前后流速和压力分布情况， 图中充分地反映了能量形式的转换。由于流动是 稳定不变的，即流体在同一时间内通过管道截面
A和节流件开孔截面A0的流体量应相同，这样通 过截面A0的流速必然比通过截面A时快。在流速
变化的同时，流体的动压能和静压能也发生变化， 根据能量守恒定律，因而在孔板前后出现了静压 差。通过测量此静压差便可以求出流量。
图3-9 工作原理
子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管 中高度和通过的流量有对应关系。 金属转子流量计 金属浮子流量计的流量 检测元件是由一根自下 向上扩大的垂直锥形管 和一个沿着锥管轴上下 移动的浮子组所组成。
3-10 金属转子流量计
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3.4 椭圆齿轮流量计
该流量计系直读累积式流体流量计，是由装 有一对椭圆齿轮转子的计量室、密封联轴器（小 口径流量计采用灵敏度高的磁性联轴器）和计数 机构组成。
转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积 流量。结构有锥管和浮子。转子流量计的特点： 结构简单，直观；使用维护方便；压力损失小。
工作原理： 如图所示，被测流体从下向上经过 锥管1和浮子2形成的环隙3时，浮 子上下端产生差压形成浮子上升的 力，当浮子所受上升力大于浸在流 体中浮子重量时， 浮子便上升， 环隙面积随之增大，环隙处流体流 速立即下降，浮子上下端差压降低， 作用于浮子的上升力亦随着减少， 直到上升力等于浸在流体中浮
靶式流量计适用于测量粘稠性及含少量悬浮固体 的液体。
图3-8 靶式流量计
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3.3 转子流量计
浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量 变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测 量的体积流量仪表，又称转子流量计。(动画)在 美国、日本常称作变面积流量计（Variable Area Flowmeter）。