第5章流量檢測(cè)ppt課件

1、第第5 5章章 流量檢測(cè)流量檢測(cè)n流量的測(cè)量方法流量的測(cè)量方法n差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)n速度式流量計(jì)速度式流量計(jì)n振動(dòng)式流量計(jì)振動(dòng)式流量計(jì)n電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)n超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)n質(zhì)量流量的測(cè)量質(zhì)量流量的測(cè)量第第5章章 流量檢測(cè)流量檢測(cè) 流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某截面流體的體積或質(zhì)量。前者稱(chēng)為體積流量，后者稱(chēng)為質(zhì)量流量。 在一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體的量稱(chēng)總量，即瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的累積。 測(cè)量總量的儀表叫作流體計(jì)量表或流量計(jì)。 本章介紹差壓式、容積式、速度式、振動(dòng)式和電磁式流量計(jì)。 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 旋渦式流量計(jì)旋渦式流量計(jì) 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 超聲波流量計(jì)

2、超聲波流量計(jì)5.1 流量的測(cè)量方法流量的測(cè)量方法 n液體和氣體統(tǒng)稱(chēng)為流體。用液體和氣體統(tǒng)稱(chēng)為流體。用 QVQV表示體積流量，表示體積流量，用用QmQm表示質(zhì)量流量，表示質(zhì)量流量，表示流體的密度，則二表示流體的密度，則二者之間的關(guān)系為：者之間的關(guān)系為： n在時(shí)間在時(shí)間t t內(nèi)，流體流過(guò)管道某截面的總體積流內(nèi)，流體流過(guò)管道某截面的總體積流量為：量為：n總質(zhì)量流量為：總質(zhì)量流量為： VmQQtQQtVVd0tQQtmmd0 5.1 5.1 流量的測(cè)量方法流量的測(cè)量方法 流量測(cè)量方法如下：流量測(cè)量方法如下：一、節(jié)流差壓法一、節(jié)流差壓法二、容積法二、容積法 三、速度法三、速度法 四、流體阻力法四、流體阻

3、力法 五、流體振動(dòng)法五、流體振動(dòng)法六、質(zhì)量流量測(cè)量六、質(zhì)量流量測(cè)量 1 1、間接式、間接式 2 2、直接式、直接式討論題討論題p.181-183p.181-183）: :n1. 什么是流量？什么是流量計(jì)？舉出什么是流量？什么是流量計(jì)？舉出兩個(gè)使用流量計(jì)的實(shí)例。兩個(gè)使用流量計(jì)的實(shí)例。n2. 測(cè)量體積流量的常用方法有哪幾種？測(cè)量體積流量的常用方法有哪幾種？各自的基本原理是什么？各自的基本原理是什么？5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì) n差壓式流量計(jì)又叫節(jié)流式流量計(jì)，主要有兩大差壓式流量計(jì)又叫節(jié)流式流量計(jì)，主要有兩大部分組成：節(jié)流裝置和差壓計(jì)。部分組成：節(jié)流裝置和差壓計(jì)。 n5.2.1 5.2.1 節(jié)

4、流裝置的工作原理節(jié)流裝置的工作原理n流體流經(jīng)節(jié)流裝置如孔板時(shí)的節(jié)流現(xiàn)象如流體流經(jīng)節(jié)流裝置如孔板時(shí)的節(jié)流現(xiàn)象如圖示。圖示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n在水平管道裝有標(biāo)準(zhǔn)孔板，當(dāng)流體流經(jīng)孔板時(shí)在水平管道裝有標(biāo)準(zhǔn)孔板，當(dāng)流體流經(jīng)孔板時(shí)的流束及壓力分布情況如圖示。的流束及壓力分布情況如圖示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n從圖中分析可得如下兩點(diǎn)結(jié)論：從圖中分析可得如下兩點(diǎn)結(jié)論：n 流束收縮流束收縮 n 靜壓差靜壓差pp產(chǎn)生產(chǎn)生 n5.2.2 5.2.2 流量方程流量方程 n對(duì)于不可壓縮流體的體積流量其基本方程式為對(duì)于不可壓縮流體的體積流量其基本方程式為n質(zhì)量流量基本方程式為質(zhì)量流量基本方程

5、式為 )(2210ppFQV)(2210ppFQm5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n對(duì)上述方程處理后，可得到工程上實(shí)用流量方對(duì)上述方程處理后，可得到工程上實(shí)用流量方程式程式n5.2.3 5.2.3 流量系數(shù)的確定流量系數(shù)的確定 n 主要是流量系數(shù)主要是流量系數(shù)，與節(jié)流裝置的形式、，與節(jié)流裝置的形式、取壓方式、雷諾數(shù)、節(jié)流裝置開(kāi)口截面比和管取壓方式、雷諾數(shù)、節(jié)流裝置開(kāi)口截面比和管道內(nèi)壁粗糙度等有關(guān)。道內(nèi)壁粗糙度等有關(guān)。 pmDpdQV2201252.001252.0pmDpdQm2201252. 001252. 05.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n圖是標(biāo)準(zhǔn)圖是標(biāo)準(zhǔn)孔板的流孔板的流量系數(shù)量系數(shù)，流

6、體雷諾流體雷諾數(shù)數(shù)ReRe和孔和孔板截面比板截面比m m的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。n圖是標(biāo)準(zhǔn)圖是標(biāo)準(zhǔn)孔板在雷孔板在雷諾數(shù)大于諾數(shù)大于界限雷諾界限雷諾數(shù)數(shù)RekRek時(shí)時(shí)的流量系的流量系數(shù)隨數(shù)隨m m值值變化的關(guān)變化的關(guān)系曲線。系曲線。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n5.2.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置n全套標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置如圖示。全套標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置如圖示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)孔板及標(biāo)準(zhǔn)噴及標(biāo)準(zhǔn)噴嘴的結(jié)構(gòu)嘴的結(jié)構(gòu)如圖示。如圖示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n5.2.5 取壓方式取壓方式n以孔板為例，各種取壓方式的取壓孔位置如圖以孔板為例，各種取壓方式的取壓孔

7、位置如圖示。示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n5.2.6 差壓計(jì)差壓計(jì)n一、雙波紋一、雙波紋管差壓計(jì)管差壓計(jì)n主要由兩個(gè)主要由兩個(gè)波紋管、量波紋管、量程彈簧、扭程彈簧、扭力管及外殼力管及外殼 等部分組成。等部分組成。 5.2 差壓式差壓式 流量計(jì)流量計(jì)n二、膜片式差壓計(jì)二、膜片式差壓計(jì)n主要由差壓測(cè)量室、主要由差壓測(cè)量室、三通導(dǎo)壓閥三通導(dǎo)壓閥n 和差動(dòng)變壓器三和差動(dòng)變壓器三部部n 分組成。分組成。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n5.2.7 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝要求標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝要求n一、節(jié)流件的開(kāi)孔和管道同心，端面與管道一、節(jié)流件的開(kāi)孔和管道同心，端面與管道的軸線垂直。的軸線垂直。

8、n二、導(dǎo)壓管盡量按最短距離敷設(shè)在二、導(dǎo)壓管盡量按最短距離敷設(shè)在350m之內(nèi)。之內(nèi)。 n三、測(cè)量液體流量時(shí)，應(yīng)將差壓計(jì)安裝在低三、測(cè)量液體流量時(shí)，應(yīng)將差壓計(jì)安裝在低于節(jié)流裝置處，如圖示。于節(jié)流裝置處，如圖示。n四、測(cè)量氣體流量時(shí)，應(yīng)將差壓計(jì)安裝在高四、測(cè)量氣體流量時(shí)，應(yīng)將差壓計(jì)安裝在高于節(jié)流裝置處，如圖示。于節(jié)流裝置處，如圖示。 5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)5.2 差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n五、測(cè)量粘性的、五、測(cè)量粘性的、腐蝕性的或易燃腐蝕性的或易燃的流體流量時(shí)，的流體流量時(shí)，應(yīng)安裝隔離器，應(yīng)安裝隔離器，如圖示。如圖示。n六、測(cè)量蒸汽流六、測(cè)量蒸汽流量時(shí)，差壓計(jì)和量時(shí)，差壓計(jì)和節(jié)流裝置之間的

9、節(jié)流裝置之間的相對(duì)配置和測(cè)量相對(duì)配置和測(cè)量液體流量相同。液體流量相同。 5.3 5.3 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì) n5.3.1 橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)n工作原理如圖示。它適合于測(cè)量中小流量，其工作原理如圖示。它適合于測(cè)量中小流量，其最大口徑為最大口徑為250mm。 5.3 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)n5.3.2 腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)n工作原理如圖示，它可測(cè)量液體和氣體，測(cè)液工作原理如圖示，它可測(cè)量液體和氣體，測(cè)液體的口徑為體的口徑為10600mm；測(cè)氣體的口徑為；測(cè)氣體的口徑為15250mm，即可測(cè)小流量也可測(cè)大流量。，即可測(cè)小流量也可測(cè)大流量。 5.3 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)n5.3.

10、3 旋轉(zhuǎn)活旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)塞式流量計(jì)n工作原理如圖工作原理如圖所示。它具有所示。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、精度作可靠、精度高和受粘度影高和受粘度影響小等特點(diǎn)，響小等特點(diǎn)，適合測(cè)小流量適合測(cè)小流量液體。液體。 5.3 容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)n5.3.4 刮板式流量計(jì)刮板式流量計(jì)n工作原理如圖示。具工作原理如圖示。具有測(cè)量精度高、量程有測(cè)量精度高、量程比大、受流體粘度影比大、受流體粘度影響小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振響小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)和噪音均小等特點(diǎn)，動(dòng)和噪音均小等特點(diǎn)，適合測(cè)量中等到較大適合測(cè)量中等到較大的流量。的流量。 5.4 速度式速度式 流量計(jì)流量計(jì) n5.4.1 葉輪式葉輪式流量計(jì)流

11、量計(jì)n自來(lái)水表就是自來(lái)水表就是典型的葉輪式典型的葉輪式流量計(jì)，其結(jié)流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖示。它構(gòu)如圖示。它也可以測(cè)量氣也可以測(cè)量氣體流量。體流量。 5.4 速度式流量計(jì)速度式流量計(jì) n5.4.2 渦輪式流量計(jì)渦輪式流量計(jì)5.5 振動(dòng)式流量計(jì)振動(dòng)式流量計(jì) n5.5.1 旋渦流量計(jì)旋渦流量計(jì) n一、工作原理一、工作原理n當(dāng)兩旋渦列之間的距離當(dāng)兩旋渦列之間的距離h和同列的兩個(gè)旋渦和同列的兩個(gè)旋渦之間的距離之間的距離L滿足公式滿足公式h/L=0.281時(shí)，非對(duì)時(shí)，非對(duì)稱(chēng)的旋渦列就能保持穩(wěn)定。此時(shí)旋渦的頻稱(chēng)的旋渦列就能保持穩(wěn)定。此時(shí)旋渦的頻率率f與流體的流速與流體的流速v及旋渦發(fā)生體的寬度及旋渦發(fā)生體的寬度

12、d有有如上關(guān)系如上關(guān)系 dvStf 5.5 振動(dòng)式流量計(jì)振動(dòng)式流量計(jì)n二、旋渦頻率的檢測(cè)二、旋渦頻率的檢測(cè)n旋渦頻率的檢測(cè)是通過(guò)旋渦檢測(cè)器來(lái)實(shí)旋渦頻率的檢測(cè)是通過(guò)旋渦檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，常用的有兩種形式：圓柱形和三現(xiàn)的，常用的有兩種形式：圓柱形和三棱柱形。棱柱形。 n圓柱形檢測(cè)器和三棱柱形檢測(cè)器如圖示。圓柱形檢測(cè)器和三棱柱形檢測(cè)器如圖示。 5.5 振動(dòng)式流量計(jì)振動(dòng)式流量計(jì)n5.5.2 旋進(jìn)式旋渦流量計(jì)旋進(jìn)式旋渦流量計(jì) 5.6 5.6 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) n電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理工作的流量?jī)x電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理工作的流量?jī)x表。它能測(cè)量具有一定電導(dǎo)率的液體體積流量。表。它能測(cè)量具有一定

13、電導(dǎo)率的液體體積流量。n5.6.1 5.6.1 電磁流量計(jì)的工作原理電磁流量計(jì)的工作原理n原理如圖示，電勢(shì)差與流速關(guān)系為原理如圖示，電勢(shì)差與流速關(guān)系為n BDvU 5.6 電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)n由上式可得由上式可得 ，則體積流量為，則體積流量為n5.6.2 5.6.2 電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)n 電磁流量計(jì)由外殼、激勵(lì)線圈及磁軛、電電磁流量計(jì)由外殼、激勵(lì)線圈及磁軛、電極和測(cè)量導(dǎo)管四部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所極和測(cè)量導(dǎo)管四部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。示。 BDUv UBDvDQv442 變壓器型電磁流量計(jì)變壓器型電磁流量計(jì)5.7 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì) n5.7.1 時(shí)間差法測(cè)量流量

14、時(shí)間差法測(cè)量流量 n時(shí)間差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆時(shí)間差法就是測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差。流時(shí)傳播的時(shí)間差。n則求出時(shí)差為則求出時(shí)差為 cossin/1ucDtcossin/2ucDtucDttt221ctg2tDcu2tg25.7 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)n求出時(shí)差法的基本流量方程為求出時(shí)差法的基本流量方程為 n5.7.2 5.7.2 多普勒頻移法測(cè)量流量多普勒頻移法測(cè)量流量 一、一、工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn) n二、基本流量方程式二、基本流量方程式 tDcQtg4502112cos2fcufff5.7 超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)n由式可知，多普勒頻移由式可知，多普勒頻移f

15、f 與發(fā)射頻率與發(fā)射頻率 f1 f1 及及流體流速流體流速u(mài) u成正比，與介質(zhì)的傳聲速度成正比，與介質(zhì)的傳聲速度c c成反比。成反比。n容積流量容積流量Q Q與多普勒頻移與多普勒頻移f f 的關(guān)系為的關(guān)系為n三、結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路三、結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路 n1. 1. 換能器及其結(jié)構(gòu)換能器及其結(jié)構(gòu) n2. 2. 檢測(cè)儀表及其線路檢測(cè)儀表及其線路 ffScuSQcos21 5.8 5.8 質(zhì)量流量的測(cè)量質(zhì)量流量的測(cè)量 n質(zhì)量流量計(jì)主要有三質(zhì)量流量計(jì)主要有三大類(lèi)：推導(dǎo)式、直接大類(lèi)：推導(dǎo)式、直接式和補(bǔ)償式。式和補(bǔ)償式。 n5.8.1 5.8.1 推導(dǎo)式質(zhì)量推導(dǎo)式質(zhì)量流量測(cè)量流量測(cè)量n一、一、 檢測(cè)器與密檢測(cè)器與密度計(jì)組合的形式度計(jì)組合的形式n原理如圖示原理如圖示n質(zhì)量流量表達(dá)式為質(zhì)量流量表達(dá)式為 VVmQKQKxyQ225.8 質(zhì)量流量的測(cè)量質(zhì)量流量的測(cè)量n二、體積流量計(jì)與密度計(jì)的組合形式二、體積流量計(jì)與密度計(jì)的組合形式n以渦輪流量計(jì)與密度計(jì)組合而成的質(zhì)量流量計(jì)工作以渦輪流量計(jì)與密度計(jì)組合而成的質(zhì)量流量計(jì)工作原理如圖示原理如圖示