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.,第四章流量檢測(cè),.,內(nèi)容提要,概述節(jié)流式差壓流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)電磁流量計(jì)容積式流量計(jì)其他流量計(jì),.,第一節(jié)概述,一、流量檢測(cè)意義是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程操作和管理的重要依據(jù)(通過(guò)流量測(cè)量,進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的物料和能量核算,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。),.,二、流量含義、單位含義瞬時(shí)流量:工程上所說(shuō)的流量。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道某截面的流體的數(shù)量。-流量計(jì)累計(jì)流量(或總量):某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道的流體總和。-計(jì)量表,.,單位表示法:體積流量單位有:m3/s,m3/min,m3/h,l/s,l/min,l/h。質(zhì)量流量單位有kg/s,kg/min,kg/h,t/s,t/min,t/h。兩者的關(guān)系:-流體密度。,.,三、流量檢測(cè)方法,流量檢測(cè)方法很多,測(cè)量原理各不相同,分類方法也很多。體積流量直接法(容積法)直接測(cè)出在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量,以排出流體固定容積數(shù)來(lái)計(jì)算流量。橢圓齒輪腰輪刮板旋轉(zhuǎn)活塞,精度較高,.,間接法(速度法)測(cè)量平均流速節(jié)流式力學(xué)轉(zhuǎn)子力學(xué)渦輪力學(xué)電磁電學(xué)超聲波聲學(xué)渦街力學(xué)熱線風(fēng)速熱學(xué)激光多普勒光學(xué),.,質(zhì)量流量直接式:渦輪轉(zhuǎn)矩式質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)間接式:差壓流量計(jì)與密度計(jì)組合差壓流量計(jì)與速度流量計(jì)組合靶式流量計(jì)與速度流量計(jì)組合補(bǔ)償:用壓力、溫度補(bǔ)償,RETURN,.,第二節(jié)節(jié)流式差壓流量計(jì),最成熟、最常用的一種流量計(jì)。優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用廣泛(工業(yè)流量計(jì)總數(shù)的一半以上),能測(cè)量各種氣體、液體、蒸汽的流量。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。標(biāo)準(zhǔn)化程度高(常用的節(jié)流裝置都是標(biāo)準(zhǔn)化件)。資料比較齊全,(使用歷史長(zhǎng)久)為設(shè)計(jì)、制造帶來(lái)方便。缺點(diǎn):精度不高;安裝要求高;量程比小(可測(cè)最大流量與最小流量之比)。,.,一、測(cè)量原理-節(jié)流現(xiàn)象當(dāng)流體通過(guò)裝有節(jié)流裝置的管道時(shí),會(huì)發(fā)生流體流束的局部收縮,同時(shí)流體在節(jié)流裝置前后的管壁產(chǎn)生的靜壓力不同。這種現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。該靜壓力差的平方根與流量(流速)成正比。作為流量測(cè)量的節(jié)流元件有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件和特殊節(jié)流元件,其中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管等。,演示,.,檢測(cè)原理(主要討論標(biāo)準(zhǔn)孔板的原理)設(shè)流體在水平管中沿軸線方向穩(wěn)定流動(dòng),流體不對(duì)外作功,和外界沒(méi)有熱量交換,流體本身也沒(méi)有穩(wěn)定變化。對(duì)于不可壓縮理想流體,則根據(jù)伯努利方程:以及流體的連續(xù)性方程:求得流束截面最小處的流速為:,.,經(jīng)推導(dǎo),可知:,流體流量為:-流量系數(shù),與節(jié)流元件形式(m)、取壓方式、雷諾數(shù)Re、直徑比、管道情況等有關(guān),要由實(shí)驗(yàn)獲得。-膨脹校正系數(shù),。流體密度在通過(guò)節(jié)流件時(shí)因?yàn)閴毫ψ兓l(fā)生變化,所以必須加以修正。-節(jié)流裝置的開(kāi)孔截面積。-節(jié)流裝置前的流體密度。-節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè)量得到的靜壓力差。節(jié)流裝置形狀、大小一定;取壓點(diǎn)一定;流體參數(shù)和其它工藝條件一定。否則,流量與靜壓力差的關(guān)系要進(jìn)行必要的修正。,.,取壓方式取壓方式(即取壓點(diǎn)的位置)不同,流量系數(shù)不同,目前主要的取壓方式有:角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓法、理論取壓法、管接取壓法等五種。標(biāo)準(zhǔn)件的取壓方式:孔板-角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓;噴嘴-角接取壓。雷諾數(shù)Re表示流體的流動(dòng)狀態(tài),對(duì)于給定的流體和流動(dòng)條件,它反映流體的流動(dòng)速度。,.,二、組成由節(jié)流裝置、信號(hào)管路、差壓計(jì)等組成。節(jié)流裝置:包括節(jié)流件、取壓裝置和符合要求的前、后直管段。信號(hào)管路:引壓管、導(dǎo)壓管。作用:壓差信號(hào)傳輸?shù)讲顗河?jì)或差壓變送器。差壓計(jì)(或差壓變送器):把壓差信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或氣信號(hào)(與流量對(duì)應(yīng))。測(cè)壓差,并顯示出流量值。,.,三、儀表安裝、使用要求應(yīng)用廣泛,但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的測(cè)量誤差很大,最大可達(dá)10%20%。原因:使用不當(dāng),并非儀表本身的測(cè)量誤差。所以,要正確安裝、維護(hù)、符合使用條件。被測(cè)流體的工作狀態(tài)變動(dòng)時(shí),要重新設(shè)計(jì)計(jì)算,或?qū)λ鶞y(cè)值進(jìn)行修正。當(dāng)溫度、壓力、濕度、流體密度、粘度等參數(shù)數(shù)值與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)不同。節(jié)流裝置安裝使用要求保證節(jié)流裝置前、后要有足夠長(zhǎng)度的直管段。目的:使流體處于一個(gè)穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。節(jié)流裝置的中心與管道中心同軸心。節(jié)流裝置方向與流體流動(dòng)速度方向一致。如孔板,流體應(yīng)從孔板“+”號(hào)一側(cè)流入。節(jié)流裝置的前后2D(D:管道直徑)范圍內(nèi),管道內(nèi)壁應(yīng)光滑平整,沒(méi)有毛刺凸出。用孔板來(lái)測(cè)量流量時(shí),管徑不能小于50mm。管道內(nèi)要充滿流體,無(wú)相變(單相的,流過(guò)節(jié)流裝置時(shí)不發(fā)生相變)。不能測(cè)量脈動(dòng)流量。使用久了,因節(jié)流裝置幾何形狀和尺寸變化,會(huì)引起測(cè)量值偏低,故注意檢查、維修、更換。,.,信號(hào)管路的安裝保證兩根引壓管相同:充滿相同流體而無(wú)夾雜物。要有防堵(塞)、防滲漏、防腐蝕、防凍等措施。在引壓管路上,根據(jù)被測(cè)介質(zhì)不同(氣、蒸汽、液體等),加裝一些收集器(如:貯液罐、貯氣罐、凝液罐等)、閥門(mén)(如:排放閥、放空閥、平衡閥、切斷閥等),以排除導(dǎo)壓管中可能而不應(yīng)該有的液滴、氣泡、固體顆粒等。取壓點(diǎn)選擇、閥門(mén)選擇、具體引壓管路的鋪設(shè)位置、取壓點(diǎn)位置等見(jiàn)下面例子。差壓計(jì)的安裝水平安裝,要牢固無(wú)振動(dòng),且便于維修。注意安裝環(huán)境:溫度、濕度等。安裝、使用實(shí)例,.,例1、測(cè)液體流量,切斷閥:便于差壓計(jì)的維修等。平衡閥:防止兩個(gè)切斷閥不同時(shí)開(kāi)啟時(shí)流體對(duì)差壓計(jì)產(chǎn)生很大的單向靜壓力而損壞儀表。沖洗閥:去除引壓管路中的固體雜質(zhì)。注意:取壓點(diǎn)在節(jié)流裝置下半部00450;引壓管垂直或向下傾斜;取壓點(diǎn)避免選在450900底部,以防液體中夾雜的固體堵塞引壓管路;差壓計(jì)等安裝在節(jié)流裝置之下。-目的:排除液體中的氣泡、固體顆粒。,.,若管道在地上,在節(jié)流裝置之上時(shí),要加裝貯氣罐和放空閥。,.,注意:取壓點(diǎn)在節(jié)流裝置上半部;引壓管垂直向上或向上傾斜一定角度;差壓計(jì)在節(jié)流裝置之上。-目的:使引壓管路中不滯留液體。,例2、測(cè)氣體流量,若管道在上方,差壓計(jì)在節(jié)流裝置之下時(shí),要加裝貯液罐、排放閥。,.,.,蒸汽引出來(lái)后先經(jīng)過(guò)凝液罐,然后接法與測(cè)量液體流量相同。,例3、測(cè)蒸汽流量,.,圖中的甘油為隔離液。隔離液的作用:傳遞壓力、與被測(cè)介質(zhì)不互溶、不發(fā)生物理化學(xué)作用的中性介質(zhì)。工業(yè)用隔離液有:水、甲基硅油、苯、煤油、乙醇等等。,例4、測(cè)腐蝕性流體的流量,RETURN,.,第三節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì),一、測(cè)量原理及結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)左圖中:錐形管為下小上大垂直安裝的玻璃管。轉(zhuǎn)子是可在錐形管中上下自由運(yùn)動(dòng)的物體。在錐形管外有自下而上的均勻刻度。2、檢測(cè)原理流體在錐形管中自下而上流動(dòng),當(dāng)流量穩(wěn)定時(shí),其中的浮子(轉(zhuǎn)子)將穩(wěn)定在某一個(gè)位置。,錐管,.,流體由下而上流過(guò)轉(zhuǎn)子與錐形管間的環(huán)隙,流過(guò)轉(zhuǎn)子時(shí),轉(zhuǎn)子受到向上的力F(該力使轉(zhuǎn)子浮起。這是由于阻力件轉(zhuǎn)子前后壓力不同產(chǎn)生的力。)。同時(shí)轉(zhuǎn)子還受到流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力F浮、重力G。,當(dāng)時(shí),轉(zhuǎn)子停下來(lái)不動(dòng)(此時(shí)對(duì)應(yīng)一定高度);當(dāng)時(shí),轉(zhuǎn)子上升;當(dāng)時(shí),轉(zhuǎn)子下沉。,分析:初始狀態(tài):,轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)一定高度。,若突然流體流量Q()變大(或變?。丝套兇螅ǜ鶕?jù)關(guān)系),變大,有,轉(zhuǎn)子上升,環(huán)形截面積變大,則流體流速變小。因,則F變小,至再次,轉(zhuǎn)子又穩(wěn)定在一個(gè)新高度上。,.,根據(jù)轉(zhuǎn)子平衡位置的高度可判斷流量的大小,因此由轉(zhuǎn)子平衡位置h可讀出流量值Q。兩者的關(guān)系是:。式中:-流量系數(shù);d0-轉(zhuǎn)子所在處的錐管的內(nèi)徑;df-轉(zhuǎn)子的最大直徑;vt-轉(zhuǎn)子體積;At-轉(zhuǎn)子的最大橫截面積;-轉(zhuǎn)子材料的密度;-水的密度。,3、測(cè)量原理的比較轉(zhuǎn)子流量計(jì):利用節(jié)流面積的變化測(cè)量流量,又稱變截面積恒差壓的流量計(jì)。適用于中小流量。差壓式流量計(jì):利用壓差測(cè)量流量,又稱變壓差恒節(jié)流面積的流量計(jì)。適用于大流量。,.,4、根據(jù)顯示方式的不同可分為兩類:直接指示型的轉(zhuǎn)子流量計(jì)電遠(yuǎn)傳型轉(zhuǎn)子流量計(jì),轉(zhuǎn)子流量計(jì),.,二、使用特點(diǎn),垂直安裝,流體由下而上,且為透明的被測(cè)介質(zhì);壓力損失小,轉(zhuǎn)子對(duì)流量變化敏感,位置變化快;主要適用于中小管徑、較低雷諾數(shù)的中小流量的檢測(cè)(小至幾升/小時(shí));測(cè)量各種流體的流量;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀,使用方便,工作可靠,儀表前直管段長(zhǎng)度要求不高;精度不高,基本誤差約為儀表量程的12%,量程比可達(dá)101;易受工作介質(zhì)密度,粘度,純凈度等影響。,.,三、流量指示值的修正,轉(zhuǎn)子流量計(jì)(在出廠前的)刻度標(biāo)定:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20、0.10133MPa)下用水或空氣進(jìn)行刻度標(biāo)定??潭忍匦耘c被測(cè)流體的工作狀況(流體的粘度、密度、溫度、壓力等)有密切關(guān)系。所以,流量標(biāo)尺上的刻度值代表:20時(shí)的水流量值,或者20、0.10133MPa壓力下的空氣的流量值。而被測(cè)介質(zhì)是各種各樣的,其溫度、壓力也不是定值,此時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)流量指示值進(jìn)行修正。,1、測(cè)液體流量溫度、壓力改變時(shí)對(duì)被測(cè)介質(zhì)密度影響不大,對(duì)流量影響不大,故不必考慮溫度、壓力的影響,只需考慮流體密度對(duì)讀數(shù)的影響。,流量與轉(zhuǎn)子高度的近似關(guān)系:,-被測(cè)液體的密度;-體積流量密度修正系數(shù);-質(zhì)量流量密度修正系數(shù);-被測(cè)液體的實(shí)際質(zhì)量流量。當(dāng)介質(zhì)密度變化時(shí),密度修正系數(shù)的數(shù)值可查表。,則修正公式為:,.,2、測(cè)氣體流量,當(dāng)被測(cè)氣體密度、壓力、溫度變化時(shí)對(duì)流量的影響都很顯著,因此都要進(jìn)行修正。其修正公式如下:,式中:Q1-被測(cè)氣體在標(biāo)態(tài)下的實(shí)際流量;Q0-標(biāo)態(tài)下的指示流量值;、-空氣、被測(cè)氣體在標(biāo)態(tài)下的密度;p0、T0-標(biāo)態(tài)下的絕對(duì)壓力和絕對(duì)溫度:0.10133MPa、293K(20);p1、T1-被測(cè)氣體在工作狀態(tài)下的絕對(duì)壓力和絕對(duì)溫度。、-密度、壓力、溫度的修正系數(shù)。,RETURN,.,第四節(jié)電磁流量計(jì),一、結(jié)構(gòu)、原理1、結(jié)構(gòu)由傳感器和轉(zhuǎn)換器等組成。傳感器:根據(jù)電磁感應(yīng)原理,把被測(cè)介質(zhì)的流量變換成感應(yīng)電勢(shì)e;轉(zhuǎn)換器:流體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)十分微弱,而且各種干擾因素的影響也很大,轉(zhuǎn)換電路的目的是將感應(yīng)電勢(shì)放大并能抑制主要的干擾信號(hào)。傳感器由磁路系統(tǒng)、測(cè)量管、電極、襯里、外殼等部分組成。磁路系統(tǒng):直流磁場(chǎng)簡(jiǎn)單,但會(huì)使管道中的導(dǎo)電液體電解、電極極化,故常采用交流BBmsint交變磁場(chǎng)。按勵(lì)磁繞組不同主要有兩種結(jié)構(gòu):集中繞組;分組繞組式。測(cè)量管:不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率、具有一定強(qiáng)度、讓被測(cè)流體通過(guò),有不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料等材料。電極:測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)。襯里:直接接觸被測(cè)介質(zhì),主要作用是增加測(cè)量管的耐磨與耐蝕性,防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量管管壁短路。外殼:一般用鐵磁材料制成,它是保護(hù)勵(lì)磁線圈的外罩,并可隔離外磁場(chǎng)的干擾。,.,當(dāng)導(dǎo)電流體(相當(dāng)于導(dǎo)體)在磁場(chǎng)中作垂直于磁場(chǎng)方向流動(dòng)而切割磁力線時(shí),在兩電極上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),其方向由右手定則判斷,其大小為:。因?yàn)?,則。,2、檢測(cè)原理:基于電磁感應(yīng)定律,式中:B-磁感應(yīng)強(qiáng)度;D-垂直切割磁力線的導(dǎo)體長(zhǎng)度,即管道內(nèi)徑;v-導(dǎo)體垂直切割磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。K-儀表常數(shù),測(cè)量流量:在B、D確定不變后,K為常數(shù),則,測(cè)E可得Q。,演示,.,3、電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換電路主要由前置放大、差動(dòng)交流放大、高通濾波、采樣電路和差動(dòng)直流放大等部分組成。,.,二、電磁流量計(jì)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)測(cè)量各種導(dǎo)電液體的流量,如:酸、堿、鹽溶液,含固體顆粒、懸浮物的液體流量。采用防腐襯里,可以測(cè)量各種腐蝕性液體的流量。測(cè)量導(dǎo)管中無(wú)可動(dòng)部件或凸出于管道內(nèi)的部件,壓力損失小,不易堵塞。不受液體的性質(zhì)(溫度、壓力、黏度、密度等)的影響,一般流量計(jì)達(dá)不到這一點(diǎn)。測(cè)量范圍(量程范圍)寬(可達(dá)1:100);精度范圍12.5。反應(yīng)迅速,可測(cè)脈動(dòng)流量。缺點(diǎn)不能測(cè)量氣體、蒸汽、石油制品等非導(dǎo)電流體的流量。遠(yuǎn)離磁源,不能有振動(dòng)。因感應(yīng)電勢(shì)e很小,要引入高放大倍數(shù)的放大器,從而造成測(cè)量系統(tǒng)很復(fù)雜,成本高。在流量計(jì)前后要有足夠長(zhǎng)度的直管段。,電磁流量計(jì),RETURN,.,容積式流量計(jì):在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)行度量,以排出流體固定容積數(shù)來(lái)計(jì)算流量。,第五節(jié)容積式流量計(jì),常見(jiàn)的容積式流量計(jì)有:橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪(羅茨)流量計(jì)、刮板流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)、濕式流量計(jì)及皮囊式流量計(jì)等。,.,橢圓齒輪流量計(jì)刮板流量計(jì),演示,.,檢測(cè)原理流量計(jì)內(nèi)部有12個(gè)轉(zhuǎn)子,在流入口流體壓力作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),使流體從流入口流向流出口。設(shè)轉(zhuǎn)子與流量計(jì)殼體之間的容積已知,則通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,就可得知流體流經(jīng)流量計(jì)的流量;如果測(cè)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的次數(shù),就可獲得流體的總體積。,模型演示,流體流量:,式中:V0為半月形測(cè)量室的容積,n為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。式中V0一定,只要測(cè)得轉(zhuǎn)速n,即可求出體積流量Q。,.,容積式流量計(jì)的工作特性容積式流量計(jì)的工作特性與流體的粘度、密度以及工作溫度、壓力等因素有關(guān),相對(duì)來(lái)說(shuō),粘度的影響要大一些。信號(hào)轉(zhuǎn)換就地顯示遠(yuǎn)傳顯示,.,容積式流量計(jì)的工作特點(diǎn):被測(cè)流體要求清潔,不能用于測(cè)量含固體顆粒的流體,或加裝過(guò)濾器,否則易堵或磨損。測(cè)量不含固體雜質(zhì)的液體、油、冷凝液、氣體等的體積流量,尤其是高粘度液體的體積流量,如:重油、樹(shù)脂、聚乙烯醇。精度高,可達(dá)0.20.5%。小流量時(shí)泄漏大,使讀數(shù)偏低。使用過(guò)久,易發(fā)生泄漏,會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。對(duì)直管段無(wú)要求。量程比10:1。,RETURN,.,第六節(jié)其他流量計(jì),一、超聲波流量計(jì)聲波在靜止液體中的傳播速度與流體中的傳播速度不同。超聲波的接收和發(fā)射器稱換能器,換能器既可兼作聲波的接收和發(fā)射,也可以分開(kāi)進(jìn)行。,.,實(shí)際應(yīng)用如下幾種形式。時(shí)間差法通過(guò)測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差來(lái)得到流體的流速。當(dāng)超聲波傳播方向與管道軸線成角時(shí),可以得到流速v與時(shí)差t之間的關(guān)系為:式中D-為發(fā)射探頭和接收探頭間的距離存在問(wèn)題:聲波在靜止液體中的傳播速度c受流體溫度影響大,要采用補(bǔ)償措施來(lái)修正聲速C。t數(shù)量級(jí)小,要求電子精度高,限制了測(cè)量下限。,.,相位差法換能器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或者周期較長(zhǎng)的脈沖波列,測(cè)量順流和逆流發(fā)射時(shí)所接收到信號(hào)之間的相位差,利用時(shí)間差與相位差的關(guān)系來(lái)求時(shí)間差,進(jìn)而求流速和流量。相位差較大,避免了t過(guò)小對(duì)測(cè)量精度的影響,有利于提高測(cè)量精度,但聲速c的影響仍較大。頻率差法通過(guò)測(cè)量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的重復(fù)頻率來(lái)測(cè)量流量。,.,發(fā)射器T發(fā)出一個(gè)超聲脈沖,經(jīng)過(guò)流體由接收器R接收此信號(hào),進(jìn)行放大后再送到發(fā)射器T產(chǎn)生第二個(gè)脈沖,這樣反復(fù)來(lái)往,其頻率為:雖然fv關(guān)系式中包含了c,則由于csin/D1,故與前兩種方法比較,聲速變化所產(chǎn)生的誤差影響小。,.,特點(diǎn)非接觸測(cè)量,無(wú)壓力損失,而本身耗能很小,是較理想的節(jié)能儀表??蓽y(cè)高粘度的液體、非導(dǎo)電流體??蓽y(cè)含大量雜質(zhì)和氣泡的液體介質(zhì),優(yōu)于其他流量計(jì)。能測(cè)強(qiáng)腐蝕、易燃和放射性介質(zhì),且不受液體壓力、溫度、黏度、密度的影響。流速沿管道分布的影響,與雷諾數(shù)Re有關(guān)。大口徑、小口徑管道內(nèi)的液體、氣體流量都可測(cè)量,且造價(jià)和質(zhì)量幾乎不與管徑相關(guān)。不干擾流場(chǎng)。(探頭安裝在管道外面,因超聲波能穿透金屬管壁,不影響流體流動(dòng)狀態(tài)。),.,二、渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)是從葉輪流量計(jì)(水表)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)流體流經(jīng)渦輪時(shí),由于流體的沖擊作用,將使渦輪發(fā)生旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率與流量等相關(guān)。渦輪流量計(jì)主要由渦輪、導(dǎo)流器、磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器、放大與信號(hào)變換電路等組成。磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器是將渦輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電脈沖數(shù),這是渦輪流量計(jì)的關(guān)鍵部分。,.,檢測(cè)原理-渦輪用高導(dǎo)磁的不銹鋼做成,管道外裝上傳感器,它由磁鋼和線圈組成。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),周期地改變檢測(cè)器中磁路的磁阻,使通過(guò)感應(yīng)線圈的磁通量隨之變化。這樣,在線圈的兩端即感應(yīng)出脈沖信號(hào)。,.,特點(diǎn):精度較高0.5級(jí),常作標(biāo)準(zhǔn)表。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便。由于基于磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換原理,反應(yīng)迅速,可測(cè)脈動(dòng)流量。耐高壓,易遠(yuǎn)傳(電頻率輸出信號(hào)),不受干擾。量程比較大10:1。渦輪易磨損,流體中不應(yīng)帶機(jī)械雜質(zhì)。適用于清潔介質(zhì)(一般要裝過(guò)濾器)。周?chē)荒苡袕?qiáng)磁場(chǎng)。介質(zhì)的密度、粘度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響。要保證前后有一定長(zhǎng)度的直管段,目的:流體流向穩(wěn)定。,.,三、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)也稱漩渦流量計(jì)漩渦流量計(jì)有兩種:一種是應(yīng)用自然振蕩的卡門(mén)漩渦列原理而制成的,稱為卡門(mén)漩渦流量計(jì);另一種是應(yīng)用強(qiáng)迫振蕩的漩渦旋進(jìn)原理而制成的,稱為旋進(jìn)式漩渦流量計(jì)。,.,檢測(cè)原理(卡門(mén)漩渦流量計(jì))若在流體中垂直于流向放置一個(gè)圓柱體或棱柱體,在它下游兩側(cè)就會(huì)交替出現(xiàn)漩渦,兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反,并輪流地從柱體上分離出來(lái),這兩排平行的非對(duì)稱的漩渦列稱為卡門(mén)渦街。漩渦發(fā)生體是漩渦流量計(jì)的核心。漩渦發(fā)生體的形狀主要有圓柱體、方柱體和三角柱體,也有組合式的。,.,漩渦頻率的檢測(cè)漩渦頻率的檢測(cè)有很多,一般與漩渦發(fā)生體形狀有關(guān)。熱電絲圓柱體熱敏電阻三角柱壓電元件組合式超聲波檢測(cè)元件三角柱,.,渦街流量計(jì)的特點(diǎn)精度高,可達(dá)0.21.0%??梢詼y(cè)液體、氣體、蒸汽的流量。沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,無(wú)機(jī)械磨損,壽命長(zhǎng),阻力小,節(jié)能效果非常明顯。頻率輸出,便于數(shù)字化測(cè)量。輸出信號(hào)f與流量成正比,而與流體性質(zhì)無(wú)關(guān),尤對(duì)大口徑管道的流量測(cè)量更有利。量程比大100:120:1。作為速度式測(cè)量?jī)x表,管道內(nèi)速度分布規(guī)律變化對(duì)精度影響大,故要求檢測(cè)器前有15D、后有5D的直管段,且直管內(nèi)部光滑。,渦街和旋進(jìn)流量計(jì),.,四、質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量的檢測(cè)方法主要有三大類:直接式間接式補(bǔ)償式,直接式質(zhì)量流量計(jì)直接式質(zhì)量流量檢測(cè)方法有許多種,如由孔板和定量泵組合實(shí)現(xiàn)的差壓式方法;由兩個(gè)用彈簧連接的渦輪構(gòu)成的渦輪轉(zhuǎn)矩式方法;應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的檢測(cè)方法和基于科里奧利力的檢測(cè)方法等。,.,間接式質(zhì)量流量計(jì)間接式質(zhì)量流量計(jì)實(shí)際上就是組合式質(zhì)量流量計(jì),它是在管道上串聯(lián)多個(gè)(常見(jiàn)的是兩個(gè))檢測(cè)元件(或儀表),建立各自的輸出信號(hào)與流體的體積流量、密度等之間的關(guān)系,通過(guò)組合,聯(lián)立求解方程組,間接推導(dǎo)出流體的質(zhì)量流量。,主要的組合方式有:差壓式流量計(jì)與密度計(jì)組合方式;體積式流量計(jì)與密度計(jì)組合方式;差壓式流量計(jì)或靶式流量計(jì)與體積式流量計(jì)或速度式流量計(jì)組合方式
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