流量的檢測l課件

1、流量的檢測l課件3.8 流量的檢測流量的檢測 流量與溫度、壓力和物位一起統(tǒng)稱為工業(yè)過程流量與溫度、壓力和物位一起統(tǒng)稱為工業(yè)過程控制中的四大重要參數(shù)，人們通過這些參數(shù)對生產(chǎn)過控制中的四大重要參數(shù)，人們通過這些參數(shù)對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視與控制。對流體流量進行正確測量和調(diào)節(jié)程進行監(jiān)視與控制。對流體流量進行正確測量和調(diào)節(jié)是保證生產(chǎn)過程安全經(jīng)濟運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低是保證生產(chǎn)過程安全經(jīng)濟運行、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低物質(zhì)消耗、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)。物質(zhì)消耗、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)。 流量的檢測l課件第三節(jié)第三節(jié) 流量檢測及儀表流量檢測及儀表1 概述1.1 1.1 流量的概念流量的概念流量:

2、 是指流經(jīng)管道或設(shè)備某一截面的流體數(shù)量。1 1瞬時流量瞬時流量: : 單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量稱為瞬時流量。可以分別用體積流量和質(zhì)量流量來表示。 體積流量：單位時間內(nèi)流過某一截面的流體體積，國際單位為m3/s，還常用m3/h、L/h等單位。體積流量可表示為 截面A上的平均流速。Avqvv流量的檢測l課件質(zhì)量流量：是指單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體質(zhì)量，國際單位為kg/s，還常用t/h、kg/h等單位。2累計流量：是指一段時間內(nèi)流經(jīng)某截面的流體數(shù)量的總和，也稱總量。可用體積和質(zhì)量來表示o測量流體流量的儀表一般叫流量計；o測量流體總量的儀表常稱為計量表。一、一、概述概述流量的檢測l課件流量計

3、的分類流量計的分類1速度式速度式流量計流量計測量流體在管道內(nèi)的測量流體在管道內(nèi)的流速流速，用，用過流面積過流面積換算成流量換算成流量。 例如差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量汁、電磁流量計、渦輪流量計等。例如差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量汁、電磁流量計、渦輪流量計等。2容積式容積式流量計流量計 以以單位時間內(nèi)所單位時間內(nèi)所排出的排出的流體的流體的固定容積固定容積的的數(shù)量數(shù)量作為測量依據(jù)。作為測量依據(jù)。 例如橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。例如橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。3質(zhì)量質(zhì)量流量計流量計 以以測量流體流過的質(zhì)量測量流體流過的質(zhì)量為依據(jù)，分直接式和間接式兩種。為依據(jù)，分直接式和間接式兩種。 直接式直接式質(zhì)量

4、流量計直接測量質(zhì)量流量。例如量熱式、角動量式、質(zhì)量流量計直接測量質(zhì)量流量。例如量熱式、角動量式、陀螺式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計。陀螺式和科里奧利力式等質(zhì)量流量計。 間接式間接式質(zhì)量流量汁是用密度與容積流量經(jīng)過運算求得質(zhì)量流量質(zhì)量流量汁是用密度與容積流量經(jīng)過運算求得質(zhì)量流量的。具有測量精度不受流體的溫度、壓力、粘度等變化影響的優(yōu)點。的。具有測量精度不受流體的溫度、壓力、粘度等變化影響的優(yōu)點。流量的檢測l課件二、差壓式（節(jié)流式）流量計二、差壓式（節(jié)流式）流量計基于流體流動的基于流體流動的節(jié)流原理節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置（流動阻力件流動阻力件）時產(chǎn)生的）時產(chǎn)生的壓力差壓

5、力差而實現(xiàn)流量的測量而實現(xiàn)流量的測量。1 - 節(jié)流元件 ；2 - 導(dǎo)壓管路；3 - 三閥組 ；4 - 差壓計。 節(jié)流裝置用于產(chǎn)生壓力差；導(dǎo)壓管節(jié)流裝置用于產(chǎn)生壓力差；導(dǎo)壓管是連接節(jié)流裝置與差壓計的管線，是連接節(jié)流裝置與差壓計的管線，用來傳導(dǎo)差壓信號；差壓計用來測用來傳導(dǎo)差壓信號；差壓計用來測量壓差信號，并把此壓差轉(zhuǎn)換成流量壓差信號，并把此壓差轉(zhuǎn)換成流量指示記錄下來量指示記錄下來。流量的檢測l課件1.節(jié)流裝置的流量測量原理節(jié)流裝置的流量測量原理流體所具有的靜壓能和動壓能，連同克服流動阻力的能量損失，總和不變能量守恒?？梢杂貌匠瘫硎緉當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時，流束當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時

6、，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，將在節(jié)流件處形成局部收縮，因此，流體流速增加、動壓能增加，其靜壓能下降，在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。2222222111vpvp流量的檢測l課件流量基本方程式流量基本方程式根據(jù)流體的連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒定律）和流體力學(xué)的伯努利方程（能量守恒定律），可以推導(dǎo)出流量與壓差之間的流量方程式，即/242pdQpd242體積流量質(zhì)量流量式中式中： 流量系數(shù) ； C 流出系數(shù) 節(jié)流元件開孔直徑與工藝管道之比 流束膨脹系數(shù)； d節(jié)流裝置的開孔直徑，m2 流體密度，kg/m3 節(jié)流裝置前后實際測得的壓力差流量與壓力差的流量與壓力差的平方根平方根成正比成正

7、比對于氣體、蒸汽等可壓縮流體對于氣體、蒸汽等可壓縮流體，在經(jīng)過節(jié)流裝置時壓力的變，在經(jīng)過節(jié)流裝置時壓力的變化，使流體膨脹，密度變小，化，使流體膨脹，密度變小，用流速膨脹校正系數(shù)系數(shù)用流速膨脹校正系數(shù)系數(shù)對上對上式進行修正式進行修正對于實際流體，摩擦阻力對于實際流體，摩擦阻力損失及可壓縮性的影響，損失及可壓縮性的影響，用流出系數(shù)用流出系數(shù)c進行修正。進行修正。41C 4/21036000039986. 06實用習(xí)慣單位：流量實用習(xí)慣單位：流量m3/h，開孔直徑，開孔直徑mm，其它量單位不變，實，其它量單位不變，實用流量公式：用流量公式：pdqv20039986. 0流量的檢測l課件2、差壓式流量

8、計的組成差壓式流量計的組成歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛。結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，適應(yīng)能力強，幾乎能測量各種工況下的流量。測量對象測量對象：流體方面，單相、混相、潔凈、臟污；工作狀態(tài)工作狀態(tài)：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫；管徑方面管徑方面：從幾毫米到幾米；流動條件流動條件：亞音速流、臨界流、脈動流。顯示儀表流量的檢測l課件3.標(biāo)準節(jié)流裝置標(biāo)準節(jié)流裝置o通常把ISO5167(GBT2624-93)中所列節(jié)流裝置稱為標(biāo)準節(jié)流裝置，其它節(jié)流裝置稱為非標(biāo)準節(jié)流裝置。采用標(biāo)準節(jié)流裝置，按標(biāo)準設(shè)計的差壓式流量計，可直接投入使用，而不必進行實驗標(biāo)定。o標(biāo)準規(guī)定：標(biāo)準節(jié)流元件為孔板、噴嘴和文丘里管；取壓方

9、式為角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓。適用條件：工藝管道公稱直徑在501000mm之間。流量的檢測l課件o差壓流量計節(jié)流裝置圖（a）孔板）孔板 （b）文丘利管）文丘利管 （c）噴嘴）噴嘴流量的檢測l課件3、標(biāo)準節(jié)流裝置、標(biāo)準節(jié)流裝置標(biāo)準孔板孔板孔板 是一塊具有與管道同心是一塊具有與管道同心圓形開孔的圓板，迎流一側(cè)是圓形開孔的圓板，迎流一側(cè)是有銳利直角入口邊緣的圓筒形有銳利直角入口邊緣的圓筒形孔，順流的出口呈擴散的錐形。孔，順流的出口呈擴散的錐形。結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，價格結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，價格便宜。便宜。壓力損失較大，測量精度較壓力損失較大，測量精度較低，只適用于潔凈流體介質(zhì)，低，只適用于潔凈流體

10、介質(zhì)，測量大管徑高溫高壓介質(zhì)時，測量大管徑高溫高壓介質(zhì)時，孔板易變形?？装逡鬃冃?。流量的檢測l課件標(biāo)準孔板流量的檢測l課件 標(biāo)準噴嘴 是一個以管道喉部開孔軸線為中心線的旋轉(zhuǎn)對稱體。可用于測量溫度和壓力較高的蒸汽、氣體和帶雜質(zhì)的液體流量。測量精度較孔板高，加工難度大，價格高，壓損略小于孔板。要求工藝管徑D不超過500mm。(a)ISA 1932噴嘴 (b)長頸噴嘴圖4.4 標(biāo)準噴嘴3、標(biāo)準節(jié)流裝置、標(biāo)準節(jié)流裝置流量的檢測l課件標(biāo)準噴嘴標(biāo)準噴嘴流量的檢測l課件標(biāo)準文丘里管 壓損較孔板和噴嘴都小， 有較高的測量精度，對流體中的懸浮物不敏感，可測量有懸浮固體顆粒的液體，適合大流量氣體流量測量。但尺寸大

11、，制造困難、價格昂貴，不適用于200mm以下管徑的流量測量，工業(yè)應(yīng)用較少。圖圖4.5 4.5 經(jīng)典文丘利管經(jīng)典文丘利管3、標(biāo)準節(jié)流裝置、標(biāo)準節(jié)流裝置流量的檢測l課件文丘里管流量的檢測l課件4、節(jié)流裝置的取壓方式、節(jié)流裝置的取壓方式根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置可將取壓方式分為理論根據(jù)節(jié)流裝置取壓口位置可將取壓方式分為理論取壓、取壓、角接取壓角接取壓、法蘭取壓法蘭取壓、徑距取壓徑距取壓與損失取與損失取壓等五種壓等五種:流量的檢測l課件角接取壓角接取壓 取壓點分別位于節(jié)流元取壓點分別位于節(jié)流元件前后端面處。適用于孔板和噴嘴件前后端面處。適用于孔板和噴嘴兩種節(jié)流裝置。它又分為環(huán)室取壓兩種節(jié)流裝置。它又分為環(huán)

12、室取壓和單獨鉆孔取壓兩種方法。和單獨鉆孔取壓兩種方法。法蘭取壓法蘭取壓 在距節(jié)流元件前后端在距節(jié)流元件前后端面各面各1英寸（英寸（25.4mm）的位置上）的位置上垂直鉆孔取壓，僅適用于孔板。垂直鉆孔取壓，僅適用于孔板。法蘭取壓法結(jié)構(gòu)較簡單，容易裝法蘭取壓法結(jié)構(gòu)較簡單，容易裝配，計算也方便，但精度較角接配，計算也方便，但精度較角接取壓法低些。取壓法低些。4、節(jié)流裝置的取壓方式、節(jié)流裝置的取壓方式流量的檢測l課件 徑距取壓（D-D/2取壓）在距節(jié)流元件前端面1D、后端面D/2處的管道上鉆孔取壓。適用于孔板和噴嘴。4、節(jié)流裝置的取壓方式、節(jié)流裝置的取壓方式流量的檢測l課件5 差壓式流量計的安裝差壓式

13、流量計的安裝 o節(jié)流件上下游側(cè)直管段長度的要求 安裝節(jié)流元件的管道應(yīng)該是直的，截面為圓形；管道內(nèi)壁應(yīng)潔凈；節(jié)安裝節(jié)流元件的管道應(yīng)該是直的，截面為圓形；管道內(nèi)壁應(yīng)潔凈；節(jié)流元件前后要有流元件前后要有足夠長直管段長度足夠長直管段長度，以使流體穩(wěn)定流動，一般上游側(cè)，以使流體穩(wěn)定流動，一般上游側(cè)直管段在直管段在10D - 50D之間，下游側(cè)直管段在之間，下游側(cè)直管段在5D - 8D之間。之間。o節(jié)流件的安裝要求n安裝節(jié)流件時必須注意它的安裝節(jié)流件時必須注意它的方向性方向性，不能裝反。，不能裝反。n節(jié)流件安裝在管道中時，要保證其節(jié)流件安裝在管道中時，要保證其前端面與管道軸線垂直前端面與管道軸線垂直，偏差

14、不，偏差不超過超過1；還要保證；還要保證其孔中心軸與管道同軸其孔中心軸與管道同軸，不同心度不應(yīng)超過，不同心度不應(yīng)超過0.015D(1/-1)。流量的檢測l課件6.差壓式流量計的應(yīng)用差壓式流量計的應(yīng)用差壓式流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長、測量范圍廣的特點。不足之處是測量精度不高，測量范圍較窄（量程比3：14：1），要求直管段長，壓力損失較大，刻度為非線性。使用時應(yīng)注意的問題：應(yīng)考慮流量計使用范圍。被測流體的實際工作狀態(tài)（溫度、壓力）和流體性質(zhì)（重度、粘度、雷諾數(shù)等）應(yīng)與設(shè)計時一致，否則會造成實際流量值與指示流量值間的誤差使用中要保持節(jié)流裝置的清潔。節(jié)流裝置尤其是孔板，其入口邊緣會由于磨

15、損和腐蝕而變鈍，引起儀表示值偏低。故應(yīng)及時檢查。引壓管路接至差壓計之前，必須安裝三閥組，以便差壓計的回零檢查及引壓管路沖洗排污用。流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計1 1、測量原理和結(jié)構(gòu)測量原理和結(jié)構(gòu)電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)原理制成的一種流量計，用于測量導(dǎo)電液體（如工業(yè)污水、酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)）與漿液的體積流量。流量的檢測l課件在磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以平均流速v流動時，導(dǎo)電流體就切割磁力線。B、D、v三者互相垂直，在兩電極之間產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為四、電磁流量計四、電磁流量計BDvE 1 1、測量原理和結(jié)構(gòu)測量

16、原理和結(jié)構(gòu)n基于電磁感應(yīng)定律n穩(wěn)恒磁場條件下，感應(yīng)電勢與流速成正比。而與流體的物性和工作狀態(tài)無關(guān)。EBDqv4流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計2. 類型 電磁流量計按結(jié)構(gòu)形式可分電磁流量計按結(jié)構(gòu)形式可分一體式一體式和和分體式分體式兩種，均由兩種，均由傳傳感器感器和和轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。傳感器安裝在工藝管道上感受兩大部分組成。傳感器安裝在工藝管道上感受流量信號。轉(zhuǎn)換器用于將傳感器輸出的毫伏級電勢信號進行流量信號。轉(zhuǎn)換器用于將傳感器輸出的毫伏級電勢信號進行處理與放大，并轉(zhuǎn)換成與被測流體體積流量處理與放大，并轉(zhuǎn)換成與被測流體體積流量成正比成正比的的標(biāo)準標(biāo)準模模擬電流信號、電壓或頻率

17、信號輸出。擬電流信號、電壓或頻率信號輸出。流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計 分體式流量計的傳感器和轉(zhuǎn)換器分開安裝，轉(zhuǎn)換器可分體式流量計的傳感器和轉(zhuǎn)換器分開安裝，轉(zhuǎn)換器可遠離遠離惡劣的現(xiàn)場環(huán)境惡劣的現(xiàn)場環(huán)境。一體式電磁流量計，可就地顯示、信號遠。一體式電磁流量計，可就地顯示、信號遠傳、無勵磁電纜和信號電纜布線，接線簡單、價格便宜。傳、無勵磁電纜和信號電纜布線，接線簡單、價格便宜?，F(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境條件較好場環(huán)境條件較好時可選用一體式電磁流量計。時可選用一體式電磁流量計。一體式一體式 (夾裝夾裝) (b) 分體式（法蘭安裝）分體式（法蘭安裝）電磁流量計外形圖電磁流量計外形圖流量的檢測l課件四、

18、電磁流量計四、電磁流量計 3.電磁流量傳感器的結(jié)構(gòu) 電磁流量傳感器由電磁流量傳感器由測量管組件測量管組件、磁路系磁路系統(tǒng)統(tǒng)、電極、外殼、襯里電極、外殼、襯里等部分組成，如等部分組成，如圖所示，測量管上下裝有勵磁線圈，通圖所示，測量管上下裝有勵磁線圈，通以勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管。一以勵磁電流后產(chǎn)生磁場穿過測量管。一對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，對電極裝在測量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢。引出感應(yīng)電勢。電磁流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖電磁流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖1下蓋；下蓋；2內(nèi)襯管；內(nèi)襯管；3連接連接法蘭；法蘭；4勵磁線圈；勵磁線圈；5上蓋；上蓋；6測量管；測量管；7磁軛；磁軛；8電極電極

19、流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計o低頻方波勵磁方式，其頻率通常為工頻的低頻方波勵磁方式，其頻率通常為工頻的14一一l10，在半個周，在半個周期內(nèi)，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾期內(nèi)，磁場是恒穩(wěn)的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小。從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以影響很小。從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵磁易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象因此，低頻方波勵磁是一種比它能克服直流勵磁易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應(yīng)用較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應(yīng)用

20、流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計流量的檢測l課件四、電磁流量計四、電磁流量計流量的檢測l課件測量轉(zhuǎn)換器o測量轉(zhuǎn)換器由線圈勵磁電路和傳感器輸出轉(zhuǎn)換電路組成測量轉(zhuǎn)換器由線圈勵磁電路和傳感器輸出轉(zhuǎn)換電路組成o勵磁電路向傳感器線圈提供恒流勵磁電路向傳感器線圈提供恒流1/8工頻矩形波勵磁電流；工頻矩形波勵磁電流；o前置放大電路進行阻抗轉(zhuǎn)換、抑制共模干擾；前置放大電路進行阻抗轉(zhuǎn)換、抑制共模干擾；o放大電路作量程變換、隔離直流干擾電勢；放大電路作量程變換、隔離直流干擾電勢；o同步采樣除去正交干擾、串模干擾，輸出直流電壓信號；同步采樣除去正交干擾、串模干

21、擾，輸出直流電壓信號；o電壓頻率轉(zhuǎn)換電路把流量信號變換為頻率信號，用作累計總量的數(shù)電壓頻率轉(zhuǎn)換電路把流量信號變換為頻率信號，用作累計總量的數(shù)字量輸出；字量輸出；o隔離的脈沖信號經(jīng)頻率電流轉(zhuǎn)換器變換為輸出隔離的脈沖信號經(jīng)頻率電流轉(zhuǎn)換器變換為輸出4-20mA直流電流直流電流信號。信號。流量的檢測l課件3.電磁流量計的特點優(yōu)點優(yōu)點o結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單，無活動部件無活動部件及插入管道的及插入管道的阻流件阻流件，幾乎，幾乎無附加壓損無附加壓損，直管段要求低直管段要求低；o電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，對要求低阻力損失的電磁流量計的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，對要求低阻力損失的大管徑大管徑供

22、供水管道最為適合；水管道最為適合；o測量結(jié)果不受流體物性及溫度、壓力、粘度等外界因素的影響，因此只需經(jīng)水測量結(jié)果不受流體物性及溫度、壓力、粘度等外界因素的影響，因此只需經(jīng)水標(biāo)定后，就可用來測量其它導(dǎo)電液體的流量；標(biāo)定后，就可用來測量其它導(dǎo)電液體的流量；o準確度高，約準確度高，約為為0.5-1.5級；級；o適于適于導(dǎo)電液體導(dǎo)電液體流量的測量，尤其適用于臟污流體、腐蝕性流體及含固體顆粒和流量的測量，尤其適用于臟污流體、腐蝕性流體及含固體顆粒和懸浮物的液固兩相流體。懸浮物的液固兩相流體。o電磁流量計的輸出與流量電磁流量計的輸出與流量呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系，設(shè)計沒有機械慣性，所以設(shè)計沒有機械慣性，所以反

23、應(yīng)靈敏反應(yīng)靈敏，可，可測量正反兩個方向的流量，也可測量測量正反兩個方向的流量，也可測量瞬時脈動流量瞬時脈動流量。流量的檢測l課件3.電磁流量計的特點缺點：缺點：o只能用來測量導(dǎo)電液體的流量；只能用來測量導(dǎo)電液體的流量；不能不能用于用于氣體、蒸汽及石氣體、蒸汽及石油制品油制品的流量；的流量；o測量測量受內(nèi)襯和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量受內(nèi)襯和電氣絕緣材料的限制，不能用于測量高溫液高溫液體體；o易受電磁干擾影響；易受電磁干擾影響；o流速流速測量下限測量下限有一定限度；有一定限度；工作壓力工作壓力受到限制；受到限制；o結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，成本較高成本較高。流量的檢測l課件o當(dāng)超聲波

24、在流體中傳播時，會載帶流體流速的信息。因此，根據(jù)對接收到的超聲波信號進行分析計算，可以檢測到流體的流速，進而可以得到流量值。o傳播速度差法的基本原理為：測量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過程中的速度之差來得到到被測流體的流速。根據(jù)測量的物理量的不同，可以分為時差法(測量順、逆流傳播時由于超聲波傳播速度不同而引起的時間差)、相差法(測量超聲波在順、逆流中傳播的相位差)、頻差法(測量順、逆流情況下超聲脈沖的循環(huán)頻率差)。六、 超聲波流量計流量的檢測l課件六、 超聲波流量計1時差式超聲波流量計聲波在流體中傳播，順流方向聲波的傳播速度會增大，逆流方向聲聲波在流體中傳播，順流方向聲波的傳播速度會增大，逆流方

25、向聲波的傳播速度則會減小，相同的傳播距離在順流和逆流時會有不同波的傳播速度則會減小，相同的傳播距離在順流和逆流時會有不同的傳播時間。時差式超聲波流量計正是利用超聲波在流體中順流和的傳播時間。時差式超聲波流量計正是利用超聲波在流體中順流和逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。圖圖 時差式超聲波流量計的原理示意圖時差式超聲波流量計的原理示意圖流量的檢測l課件1.時差式超聲波流量計o在管道中斜裝一對超聲波換能器，超聲波的傳播聲程為在管道中斜裝一對超聲波換能器，超聲波的傳播聲程為A、B換能器之間的距離。換能器之間的距離。換能

26、器換能器A向換能器向換能器B順流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度與流體順流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之和，則傳播時間為流速水平分量之和，則傳播時間為 o反之，換能器反之，換能器B向換能器向換能器A逆流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度逆流方向發(fā)射超聲波信號，傳播速度為聲波傳播速度與流體流速水平分量之差，則傳播時間為與流體流速水平分量之差，則傳播時間為 c：超聲波在靜止介質(zhì)中的傳播速度，：超聲波在靜止介質(zhì)中的傳播速度， 其值隨介質(zhì)不同而不同；其值隨介質(zhì)不同而不同； v：流體沿超聲波傳播途徑上的線平：流體沿超聲波傳播途徑上的線平 均流速；均流速；

27、 ：超聲波傳播方向與流體流動方：超聲波傳播方向與流體流動方 向之間的夾角；向之間的夾角； D： 管道內(nèi)徑。管道內(nèi)徑。)cos(sinvcDtu)cos(sinvcDtd流量的檢測l課件1.時差式超聲波流量計o時差式超聲波流量計主要用來測量潔凈的流體流量，還可以測量雜質(zhì)含量不高時差式超聲波流量計主要用來測量潔凈的流體流量，還可以測量雜質(zhì)含量不高(雜質(zhì)含量小于雜質(zhì)含量小于10g/L，粒徑小于，粒徑小于1mm)的均勻流體，如污水等介質(zhì)的流量，的均勻流體，如污水等介質(zhì)的流量，但但不能測量不能測量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體。在含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的

28、液體。在懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號嚴重衰減而不能測量時，有時可懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號嚴重衰減而不能測量時，有時可以試降低換能器頻率，予以解決。而且精度可達以試降低換能器頻率，予以解決。而且精度可達1%。 2221222222cos22428udvDvctgtttcvvcDvctgtttcctvDctgDctqAvDc tgtDctg 流量的檢測l課件多普勒法多普勒法 多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理確定流體流量多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理確定流體流量的的多普勒效應(yīng)是當(dāng)聲源和目標(biāo)之間有相對運動，多普勒效應(yīng)是當(dāng)聲源和目標(biāo)之間有相對運動，會引起聲波在頻率上的變化，這種頻率

29、變化正比于會引起聲波在頻率上的變化，這種頻率變化正比于運動的目標(biāo)和靜止的換能器之間的相對速度。運動的目標(biāo)和靜止的換能器之間的相對速度。2.多普勒式超聲波流量計流量的檢測l課件o多普勒式超聲波流量計的測量原理：發(fā)射換能器向流體發(fā)出頻率為的連續(xù)超聲多普勒式超聲波流量計的測量原理：發(fā)射換能器向流體發(fā)出頻率為的連續(xù)超聲波，受到懸浮在流體中隨流體移動的固體顆?；驓馀萆⑸鋾r，接收到的反射聲波，受到懸浮在流體中隨流體移動的固體顆?；驓馀萆⑸鋾r，接收到的反射聲波與發(fā)射聲波之間存在頻率差，由聲學(xué)上的多普勒效應(yīng)理論推知該頻率差正比波與發(fā)射聲波之間存在頻率差，由聲學(xué)上的多普勒效應(yīng)理論推知該頻率差正比于流體流速，因此測量頻率差即可求得流速和體積流量，這就是多普勒超聲波于流體流速，因此測量頻率差即可求得流速和體積流量，這就是多普勒超聲波流量計測量流量的工作原理。流量計測量流量的工作原理。o 聲波由聲楔進入流體的入射角；聲波由聲楔進入流體的入射角；