几种常见的流量测量方法(气体)

几种常见的流量测量方法(气体)
简述了流量计几种常用的测量方法。

次点击:179次发布时间:XXXX年间，人们根据不同的测量原理，研发制造了几十种不同类型的流量计，大致分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。

各种类型流量计的原理和结构各不相同，各有特点和局限性。

为了获得更好的测量结果，需要为不同的测量领域、不同的测量介质和不同的工作范围选择不同类型和型号的流量计。

工业测量中常用的几种气体流量计有:
(1)差压流量计
差压流量计是基于伯努利方程和流体连续性方程。

根据节流原理，当流体流经节流元件(如标准孔板、标准喷嘴、长直径喷嘴、经典文丘里喷嘴、文丘里喷嘴等)时。

)，在其前后产生压差。

这个压差值与流量的平方成正比在差压流量计中，带标准节流孔板的差压流量计因其结构简单、制造成本低、研究最深入、标准化程度高而得到广泛应用。

孔板流量计的理论流量计算公式为:
，其中qf为工况下的体积流量，m3/s；c为流出系数，无量纲钢；β=d/D/d，无因次钢；d为工作状态下孔板的内径，mm；d为工况下上游管道的内径，mm；ε是膨胀系数，无量纲钢；δp是孔板前后的压差，Pa；ρ1是工作条件下的流体密度，kg/m3
对于天然气，标准状态下天然气体积流量的实用计算公式为:
，其中qn为标准状态下天然气体积流量，m3/s；作为第二个测量系数，取决于所采用的测量单位，该公式为3.1794×10；；c是流出系数；e是渐近速度系数；d为工作状态下孔板的内径，mm；FG是相对密度系数，ε是膨胀系数；FZ是超级压缩因子；英尺是流动湿度系数；P1是孔板上游侧取压孔气流的绝对静压，兆帕；；δp是气流通过孔板时产生的压差，pa
差压流量计一般由节流装置(节流元件、测量管、直管段、流量调节器和取压管道)和差压计组成。

对于工况变化和精度要求高的场合，当成分不稳定时，应配置压力表(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量计算机和在线密度计(或色谱仪)。

(2)速度流量计
速度流量计是一种基于直接测量封闭管道中满管流速的原理的流量计工业应用主要包括:
①涡轮流量计:当流体流经涡轮流量传感器时，涡轮在流体推力的作用下被迫旋转，其转速与管道的平均流量成正比。

涡轮的旋转周期性地改变磁电转换器的磁阻，并且检测线圈中的磁通量周期性地改变以产生周期性的电脉冲信号。

在一定的流量(雷诺数)范围内，电脉冲信号与流经涡轮流量传感器的流体体积流量成比例。

涡轮流量计的理论流量方程为:
-6
，其中n为涡轮转速；Qv是体积流量；a是与流体物理性质(密度、
粘度等)相关的参数。

)和涡轮结构参数(涡轮倾角、涡轮直径、流道横截面积等。

)；b是与涡轮顶部间隙和流体流速分布相关的系数；c是与摩擦力矩相关的系数。

②涡街流量计:在流体中放置一个钝体涡街发生器，流体在涡街发生器两侧交替地分离和释放两排规则和交替排列的涡街。

在一定的流量(雷诺数)范围内，涡流的分离频率与流经涡流传感器的流体体积流量成正比。

涡街流量计的理论流量方程为:
，其中qf为工作条件下的体积流量，m3/s；d是表面直径，mm；m 是涡流发生器两侧的弓形面积与管道横截面积的比值；d是涡流发生器上游面的宽度，mm；f是涡流产生的频率，赫兹；Sr是斯特鲁哈尔数，无量纲
③在涡轮流量计之前:当流体通过由螺旋导向叶片组成的旋转器时，流体被迫围绕中心线强烈旋转，形成一个涡流轮，当通过扩大的管时，涡流中心沿圆锥螺旋进动在一定的流量(雷诺数)范围内，涡流的进动频率与流过进动涡流传感器的流体体积流量成正比。

旋涡进动流量计的理论流量方程为:
，其中qf为工作条件下的体积流量，m3/s；f是涡流频率，赫兹；k 是流量计的仪表系数，P/m3(p是脉冲数)
④时差超声波流量计:当超声波通过流动的流体时，在相同的传播距离内，其在下游方向和上游方向的传播速度是不同的。

在很宽的流量
范围内(雷诺数)，时间差与管道中被测流体的体积流量(平均流量)成正比。

超声波流量计的流量方程为:
，其中qf为工作条件下的体积流量，m3/s；v是超声波换能器盘1和2之间的传播路径上的流体的通道长度，m；l是超声波在换能器1和2之间的传播路径上的通道长度，m；x是传播路径的轴向分量，m；T1是超声波向下游传播的时间，S；T2是超声波逆流传播的时间速度气体流量计一般由流量传感器和显示仪表组成。

压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量累加器(温度和压力补偿)或流量计算机(温度和压力以及压缩因子补偿)应针对温度和压力变化进行配置。

对于精度要求较高的场合(如贸易天然气)，增加在线色谱仪，连续分析混合气体的成分或物理性质，计算压缩系数、密度、热值等。

(3)容积式流量计在容积式流量计内部，有一个固定的大空间和一组旋转体，旋转体将空间分成几个已知体积的小空间，如腰轮、隔膜、鼓、刮刀、椭圆齿轮、活塞、螺杆等。

旋转体在流体压差的作用下连续旋转，并从已知体积的小空间连续排出流体。

根据旋转体在一定时间内旋转的次数，可以获得流体流过的体积。

体积流量计的理论流量计算公式:qf=n*V
，其中qf为工作条件下的体积流量，m3/s；n是旋转体的速度，周期/秒；v是旋转体每转排出的流体体积，m3/转
在标准状态下，体积流量计的体积流量计算公式与速度流量计相同。

气体体积流量计是一种机械仪表，通常由测量体和积分器组成。

在温度和压力变化的情况下，需要压力表(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)、流量积分器(温度和压力补偿)或流量计算机(温度和压力以及压缩系数补偿)
等。