各种流量计量与测试

四、误差特性的影响
1、进出口压差的影响——容积式的压差较大，压差对误差 进出口压差的影响——容积式的压差较大 容积式的压差较大， 影响较大：存在漏流量、运动部件的机械摩擦 影响较大：存在漏流量、 2、物性的影响：密度和粘度。粘度增大，压差增大，漏流 物性的影响：密度和粘度。粘度增大，压差增大， 量增大，相反，粘度增大，漏量会减小， 量增大，相反，粘度增大，漏量会减小，存在两重新
第三节 电磁流量计
电磁流量计结构简单、量程宽、反应灵敏、线性好、不受介 质的温度粘度密度的影响，广泛应用于工业上各种导电液体的测 量。但电磁流量计易受外界电磁干扰的影响，而且不能用于测量 气体、蒸汽以及含大量气体的液体，由于是速度式流量计，其前 后有一定长度直管段的要求。
1.工作原理： 1.工作原理 工作原理：
电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计。 当被测导电流体在磁场中沿垂直磁力线方向流动而切割磁力线时， 在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势e 在对称安装在流通管道两侧的电极上将产生感应电势e，e大小与 磁场磁感应强度B，管道内径D及流速u 磁场磁感应强度B，管道内径D及流速u成正比，这样就可以测得 液体的流速，进而测得液体的流量，即
图3-2 涡街流量计
图3-2 涡街流量计
2.涡街流量计的结构： 2.涡街流量计的结构： 涡街流量计的结构
旋涡产生的频率受到一定的旋涡空间构造影响，而旋涡的空间结 构与旋涡发生体的形状有关。旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型 构与旋涡发生体的形状有关。旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T 柱、四角柱等 。开导压孔的圆柱旋涡发生器如图3-2所示 。通过检 。开导压孔的圆柱旋涡发生器如图3 测铂电阻丝的电阻变化频率或者压电敏感元件得到漩涡频率，即可知 体积流量的大小。
置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体流速成正比，通过磁电转 换装置将涡轮转速变成电脉冲信号，测得流体流速，从而得到被 测流体的瞬时流量和累积流量。
2.涡轮流量计结构 2.涡轮流量计结构
涡轮流量计由变送器 和显示仪表两部分组成。 变送器如右图所示，涡轮 4用高导磁材料制成，磁 电转换器5 电转换器5由线圈和磁钢 组成，前置放大器6 组成，前置放大器6用以 放大磁电转换器输出的微 弱电信号，以便远距离传 送。
图2-4 旋转活塞式容积流量计工作过程
三 容积式流量计的使用
1.流量计的选择 1.流量计的选择
对于高粘度的油类，可考虑采用刮板流量计，对于低粘度的 油类及水，采用椭圆齿轮或腰轮流量计。对于准确度要求不高的 场合，也可采用转活塞式或刮板式容积流量计。对于气体流量的 测量，一般可采用转筒式或旋转活塞式容积流量计。 流量计量限确定：下限流量 q m in 根据流量计误差特性来决 定，即最小流量时的误差必须在允许误差范围之内；上限流量 q m ax 要考虑流量计运动部件的磨损情况而定。流量过大，会导致运动 部件加速磨损而引起泄漏量增加，误差增加。一般 qmax = 5 ~ 10qmin
流量计量技术
中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）储运工程系 李玉星
流量计分类
利用伯努利方程原理： 利用伯努利方程原理： 根据节流前后的差压测量——孔板流量计 孔板流量计 根据节流前后的差压测量 测量动压头得到速度——毕托管和均速管 毕托管和均速管 测量动压头得到速度 利用动压和差压测量——靶式流量计 靶式流量计 利用动压和差压测量 容积式流量计：标准计量空间累计，不受粘度和密度的影响 容积式流量计：标准计量空间累计，不受粘度和密度的影响——腰轮流 腰轮流 量计、 量计、椭圆齿轮流量计 速度式流量计——涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量 涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、 速度式流量计 涡轮流量计 计、热式流量计 质量流量计 直接式——科氏力 科氏力 直接式 间接式——由流速和密度得到 由流速和密度得到 间接式 补偿式——利用流体密度和温度压力的关系补偿 利用流体密度和温度压力的关系补偿 补偿式
3.特点及使用 3.特点及使用
涡街流量计可以测量气体流量，也可以测量液体流量。输出 的频率信号与被测流体的流量呈线性关系，且不受流体性质变化 的影响，精度较高。但流体在层流状态下部产生漩涡，所以不能 用于层流状态。因此测量下限受到雷诺数的限制，一般希望雷诺 数大于10 数大于104。 由于是速度式测量方法，因此要求流量计前面至少有15D、 由于是速度式测量方法，因此要求流量计前面至少有15D、 后面要有5D的直管段，对于大口径管道，要求的直管段更长。 后面要有5D的直管段，对于大口径管道，要求的直管段更长。 流量计是以流体振动原理工作的，因此安装地点应特别注意 避免机械振动，否则将对漩涡的形成产生较大影响，降低精度。
第二节 涡街流量计 流体振动式流量计
1.工作原理： 1.工作原理： 工作原理
在均匀流动的流体中,垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体, 在均匀流动的流体中,垂直地插入一个具有非流线型截面的柱体, 称为漩涡发生体，则在其两侧会产生旋转方向相反、交替出现的漩 涡，这两列平行的漩涡称为 “卡门涡街” 。稳定的卡门涡街的漩涡 卡门涡街” 脱落频率与流体流速成正比。
2.流量计安装要点 2.流量计安装要点
容积式流量计有一个很大的优点，不需要有较长的前后直管 段来形成管内稳定流速分布。这给现场安装带来很大方便。但是 容积式流量计的动静部件之间间隙很小，为保证测量精度，一般 不允许有磨损产生，所以，对介质的清洁度有一定的要求，不能 有大量固体微粒进入流量计，应在流量计前加装介质过滤装置。 对测量含有气泡的介质时，应在流量计前安装气体分离装置， 以免影响液体流量的测量准确度。
另一种齿轮型流量计是腰轮流量计， 也称罗茨流量计。其测量部分由一对表面 光滑的“ 光滑的“8”字形转子（腰轮）和测量室组 成(图2-2)。其工作原理和椭圆齿轮流量计 2)。其工作原理和椭圆齿轮流量计 相同，不同的是两个腰轮不是直接相互啮 合传动，而是由固定在腰轮轴上的齿轮传 动的。 上述两种容积流量计可用于各种液体 流量测量，尤其用于油流量的准确测量。 由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮 啮合，因此对介质的清洁要求较高，不允 许有固体颗粒杂质通过流量计。
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 流量计量常用术语 容积式流量测量仪表 速度式流量测试技术与仪表 节流式流量计 其它差压式流量计 质量流量测量方法与仪表
第一章 流量计量常用术语
1.流量范围：流量计在正常使用条件下，测量误差不超过允许 1.流量范围： 流量范围
值的最大至最小流量范围。两者代数差称为流量量程，两者之比 称作流量计的量程比。
V = Nv
I = aN
v V= I a
二
1.齿轮型流量计 1.齿轮型流量计
容积式流量计的分类及结构
这种流量计的壳体内装有两个转子，直接或间接地相互啮合， 通过齿轮的旋转，不断地将充满齿轮与壳体之间的流体排出，通 过测量齿轮转动次数，即可得到流量。 图2-1为椭圆齿轮流量计的工作示意图。
图2-1 椭圆齿轮流量计工作示意图
图2-2 腰轮流量计
2.刮板流量计 2.刮板流量计
常见的凸轮式刮板流量计结构如图2 常见的凸轮式刮板流量计结构如图2-3 所示。图中壳体的内腔是一圆形空筒，转 子是一个空心薄壁圆筒，筒壁径向开了四 个槽，互成90° 个槽，互成90°，刮板可以在槽内自由滑 动。四块刮板由两根连杆连结，相互垂直， 在空间交叉，互不干扰。刮板的一端各装 有一个小滚珠，四个小滚珠都在一固定不 动的凸轮上滚动，使刮板时伸时缩。
（1）涡轮流量计适用于测量轻质油、低粘度、低腐蚀性的液体，不 宜测粘度较高的介质流量； （2）变送器一般应水平安装，要求上游的直管段长度应10D以上， ）变送器一般应水平安装，要求上游的直管段长度应10D以上， 下游5D以上。为消除二次流动，最好在上游加装整流器； 下游5D以上。为消除二次流动，最好在上游加装整流器； （3）要求被测流体洁净，以减少轴承的磨损和防止涡轮被卡住，故 应在流量计前加过滤装置； （4）测量液体时，切忌有高速气体引入，必要时应安装消气器。对 于易气化的液体，在流量计下游必须保证一定被压。
1-导流器 2-壳体 3-轴承 4-涡轮 5-磁电转换器 6-前置放大器 图3-1 涡轮流量计结构
3、特点 准确度高，0.5~0.1%， 准确度高，0.5~0.1%， 量程比宽： 量程比宽：8~10 适应性强：易实现高压测量。 适应性强：易实现高压测量。 数字信号输出
4.涡轮流量计的安装使用 4.涡轮流量计的安装使用
图2-3 凸轮式刮板流量计
当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时，就形成一标准体积的计量空间。 刮板在计量区段运动时，只随转子旋转而不滑动，当离开计量区段时， 刮板缩入槽内，流体从出口排出。同时，后一刮板又与其另一相邻刮板 形成第二个计量区间，转子旋转一周，排出4份固定体积的流体，由转子 形成第二个计量区间，转子旋转一周，排出4 的转数就可以求得被测流体的流量。
2.额定流量：流量计在规定性能或最佳性能时的流量值。 2.额定流量 3.流量计的特性曲线：反映随流量变化流量计性能变化的曲线。 3.流量计的特性曲线： 流量计的特性曲线
有两种表示形式：一种是表示流量计的某种特性（如流量系数或 仪表系数）与流量q或雷诺数Re的关系；另一种是表示流量计测 仪表系数）与流量q或雷诺数Re的关系；另一种是表示流量计测 量误差随q Re变化的关系。 量误差随q或Re变化的关系。
3.故障判断及维护 3.故障判断及维护
对流量计工作状态的平时检查，主要从外部观察。首先看有 无外漏液体，同时监听流量计声音是否正常，指针位置是否准确。 此外，要定期清洗、更换虑网，以防杂质进入。 常见故障及原因： 杂质进入流量计，可能引起转子卡死； 传动机构故障，引起转子运转正常但计数器不计数，或指针 时走时停； 介质中含有气体，引起示值的脉冲。 流量计需要进行定期校验，判断所处的工作状态。
第三章 速度式流量测量技术与仪表
速度式流量计对管道内流体的速度分布有一定的 要求，流量计前必须有一定长度的直管段，以形成稳 定的速度分布。这是速度式流量计的一个共同特点。 速度式流量计主要有涡轮流量计、涡街流量计、电磁 流量计、超声波流量计和热线流量计等。