流量检测技术

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流量检测技术

2

¾流量检测方法

转速法 差压法 时差法¾流量检测仪表

本节主要内容¾流量概念

涡轮流量传感器

电磁流量传感

差压节流式流量传感器

超声波流量传感器

重点：

流量测量的相关概念

电磁流量传感器原理、组成

差压节流式流量传感器原理、组成

超声波流量传感器原理

难点：

差压节流式流量传感器组成

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流量的测量

一、流量概述和测量方法

常遇到流体（气体或液体）的输送计量和控制，需要测量流体的速度或者流过的流量，因此流量的测量和控制是测试技术中的一个重要环节。

在工业中,凡是涉及流体介质的生产流程(如气体、液体及

粉状物质的传送等)都有流量测量和控制问题。

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（1）流量的基本概念

流量可分为体积流量和质量流量。

单位时间内通过管道某一截面的体积数或质量

数称为流体的瞬时流量

在一段时间范围内通过管道某一截面的体积数

或质量数的总和称为流体的累积流量

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1）体积流量

体积流量可分为瞬时体积流量和累积体积流量

Av

Q vS =∫∫==t

t vS vT Avdt dt Q Q 式中—流体流过的管道的某截面面积（m 2）；v —流体的速度（m/s ）；

t —流体流过某截面的时间范围（s ）。

A

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2）质量流量

质量流量可分为瞬时质量流量和累积质量流量，分别用公式表示为ρ

ρAv Q Q vS mS ==∫==t

vT mT dt Av Q Q ρρ式中—流体的密度（kg/m 3）；

ρ

体积流量q

=Av，单位为m3/h或L/s；

V

=ρAv，单位为t /h或kg/s。

质量流量q

m

例：设测得流速v=10m/s ，圆管道的

直径r =1m，则截面积A=0.79m2，流

= 7.9m3/s 。

量q

V

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（2）流量的测量方法

根据不同的流体性质、流体的工作状态、工作场合，可以有多种测量方式

较多的测量方法是将流量转换为其他非电量的测量（速度、位移、压差等），再将非电量转换为电

量，最后计算出流量。

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10（1

）涡轮流量传感器

1—壳体2—前导流架3—后导流架4—涡轮5—磁钢6—线圈

1 转速（速度）法测量流量

•安装一个可自由旋转的

涡轮

•流体冲击涡轮旋转，高

导磁性的涡轮叶片周期

性地改变磁电系统的磁

阻，使通过线圈的磁通

量发生周期性地变化而

在线圈两端产生感应电

动势，测出电动势的频

率，从而获得流速

二、流量测量方法

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假设流体的速度为v 轮叶片的平均半径为r 涡轮叶片的旋转的v w =流速跟涡轮叶片的θ

ω

θtan tan r v v w ==

则瞬时体积流量为

A Av Q v ⋅

==式中A —涡轮的有效通道截面积。

θ

涡轮叶片及流体的速度

若涡轮上叶片总数为Z，则线性灵敏度为

Q S =Av Q v =

c Q v =1式中—流量修正系数，大；测量范围保持常数。c 特点：

要求被测介质清洁，精度较高，传；制造困难，成本高，易磨损。

叶轮式风流速、

流量计

（参考北京北方大河仪器仪表

有限公司资料）

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玻璃转子流量计

转子

它由均匀磁场、不导磁不导电材料的管道、管道截面上的导电电极和测量仪表四部分构成。其中磁场方向、电极连线和管道轴线在空间上相垂直。

v

测量仪表

电磁流量传感器结构示意图

（2）电磁流量传感器

法拉弟电磁感应原理

当被测导电流体

于是就会在磁场和流动方向相垂直的方向上产生感应电势，

E

式中E—感应电势（

B—磁感应强度（

D—切割磁力线的导体长度；

v—流体在管道内的平均流速

（m/s）。

Q

v v测量仪表

体积流量为

电磁流量计工作原理

D

Q v 4

π=

•它由均匀磁场、不导磁不导电材料的管道、管道截面上的导电电极和测量仪表四部分构成。其中磁场方向、电极连线和管道轴线在空间上互相垂直。•当被测导电流体在管道里流动时，即其在切割磁力线运动，于是就会在磁场和流动方向相垂直的方向上产生感应电势

v

测量仪表

由于均匀磁场产生的感应电势为直流，给测量系统带来不方便，同时也会引起导电电极的极化和导电流体发生电解量误差。因而在实际测量中，常常采用交变磁场，即

则感应电势为Q Q E v 或

思考：能否测量气体、蒸汽、石油等？

体积流量为

（1）节流式流量传感器

p f

P b

Q v

引压管

节流装置

测量管

压差计

•节流装置（元件）：一个局部收缩的阻力件

•测量静压差装置•测量仪表

2 差压（力）法测量流量：

通过测量流体在管道内流动产生的差压或力来测得流量。