各種流量計的工作原理

1、一、容積式流量計工作原理:機械測量元件把流入流量計的流體連續(xù)不斷地分隔成單位體積并送往出口,在這個過程中流體帶動流量計的轉(zhuǎn)動部分產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù),就可以得到通過流量計的流體體積的累計值。特點:1、精度:一般:±0.5% ;高:0.2% ;一般用于計量領(lǐng)域;2、范圍寬,一般為10:130:1 或更大;3、無需前后直管段,在流速場畸變時對計量精度沒有影響;4、直讀式儀表,無需外部能源,可直接獲得累計總量,清晰明了,操作簡便;5、需定期檢定,體積大,笨重:在大流量、大管徑計量上已逐漸被渦輪式、電磁式、渦街式流量計替代;6、一般均需加裝過濾器,需定期清理,維護工作量大;最常見

2、故障是流入臟污介質(zhì),造成流量計運轉(zhuǎn)不靈活甚至卡死。7、壓力與溫度影響:避免突然開關(guān)閥門產(chǎn)生水錘效應;結(jié)構(gòu)間隙減小會卡住運動配件,因此用于較高溫度時要預留尺寸間隙來補償。目前可使用溫度范圍大致在-30+160,壓力最高為10MPa.8、壓力損失大:20KPa-100KPa9、液體黏度影響:與差壓式、浮子式和渦輪式流量計相比影響要小。二、渦輪流量計工作原理:當被測流體通過渦輪流量計時,流體通過導流器沖擊渦輪葉片,由于渦輪葉片與流體流向間有一傾角“塞塔”,流體的沖擊力對渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,使渦輪克服機械摩擦阻力距和流動阻力距而轉(zhuǎn)動。在一定范圍內(nèi),對于一定黏度的流體介質(zhì),渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與通過渦輪的流量

3、成正比。所以,可以通過測量渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度來測量流量。特點:1、精度高:液體0.15%0.5%,氣體1%1.5%;2、重復性好:0.05%0.2% ;3、量程比寬:1050:1;4、脈沖信號輸出,抗干擾能力強;5、耐壓高、壓力損失小、反應速度快;6、有可動部件,易磨損;7、對介質(zhì)有一定的清潔度要求;8、需要前后直管段分別為10D和5D。三、浮子流量計工作原理:浮子流量計的測量本體由一根自下向上擴大的垂直錐管和一只可以沿著錐管的軸向自由移動的浮子組成,當被測流體自錐管下端流入流量計時,由于流體的作用,浮子上下端面產(chǎn)生一差壓,該差壓與浮子所受浮力之和即為浮子的上升力。當上升力大于浸在流體中浮子的重

4、量時,浮子開始上升。隨著浮子的上升,浮子最大外徑與錐管之間的環(huán)形面積逐漸增大,流體的流速則相應下降,作用在浮子上的上升力逐漸減小,直至升力等于浸在流體中的浮子的重量時,浮子便穩(wěn)定在某一高度上。這時浮子在錐管中的高度h與所通過的流量有對應的關(guān)系。特點:1、可靠性高,用于過程控制系統(tǒng),適合中小流量的測量,量程比10:1,準確度1.5%2.5%;2、前5D后3D直管段,一般應豎直安裝,介質(zhì)自下而上,必要時需加裝旁通管路和磁過濾器。3、對玻璃管浮子流量計:結(jié)構(gòu)簡單,成本低,直觀,但是被測介質(zhì)需透明,可靠性差,不能測高溫高壓介質(zhì)。4、目前金屬管流量計應用最為廣泛;5、常見故障:浮子卡死。四、旋渦流量計工

5、作原理:旋渦流量計時利用流體振動原理來進行流量測量的。即在特定流動條件下,流體一部分動能產(chǎn)生流體振動,且振動頻率與流體的流速(或流量有一定關(guān)系。通過測量振動頻率即可測得流速或流量。(書P187特點:1、精度較高,液體0.5%1%,氣體1%2.5%2、檢測范圍寬,可達100:13、輸出與流量成正比的頻率信號,抗干擾能力強4、不受溫度、壓力、密度、黏度等工況參數(shù)影響,更換檢測元件時不需重新標定。5、壓力損失小,特別適用于中、大口徑測量。6、適用范圍較廣,可用于液體、氣體、蒸汽的流量測量,并且氣液通用。7、無可動部件、結(jié)構(gòu)簡單牢固、安裝簡便、維護量小、故障少。10D,后5D,抗震性差。五、節(jié)流流量計

6、工作原理:如果在充滿流體的管道中固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件,則管道內(nèi)流束在通過該節(jié)流件時就會造成局部收縮。在收縮處,流速增加,靜壓力降低,因此,在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件,一定的測壓位置和前后直管段,在一定的流體參數(shù)情況下,節(jié)流件前后的差壓“德爾塔P”與流量Qv之間有一定的函數(shù)關(guān)系。因此,可以通過測量節(jié)流件前后的差壓來測量流量。特點:結(jié)構(gòu)簡單使用方便壽命長工作可靠成本低無須標定(指標準節(jié)流裝置適應性廣壓力損失大(一般指孔板安裝要求嚴格書P206,六、電磁流量計工作原理:書P194特點:傳感器結(jié)構(gòu)簡單,無可動部件和阻流件;無壓力損失;可測臟污、腐蝕

7、性、液固兩相等導電性介質(zhì),而且只可測導電液體;準確度高,0.2%1% ;量程比可達50100:1,口徑范圍從2mm3m,使用地點不應有強磁場干擾,管道充滿流體,前5D直管段。襯里的確定:主要考慮耐腐蝕性、耐磨性和流體溫度;電極的選定:考慮腐蝕性,壓力狀況等;使用非金屬管道應接地環(huán)。七、超聲波流量計工作原理:超聲波在流體中傳播時,會承載流體流速的信息。通過接收穿過流體的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量(體積流量。特點:1、唯一能實現(xiàn)非接觸式測量的流量計(夾裝式;2、可制成便攜式儀表;3、無阻流件,無壓力損失;4、準確度0.1%5% ;(注意準確度表示的意義5、管道內(nèi)外壁干凈,需足夠長

8、的直管段;6、傳播速度差法流量計需介質(zhì)潔凈,而多普勒流量計需有散射粒子,適于污水和含氣泡的液體;7、特別適合大管徑測量,其成本與管徑基本無關(guān)。八、質(zhì)量流量計工作原理:看書特點:1、直接式質(zhì)量測量2、精度高0.1%3、可測液體液固,含氣少的氣液兩相流。4、價格高昂。安裝傳感器與大的變送器或電動機之間至少要有0.6m的距離。安裝于牢固基礎(chǔ)之上,避免振動。測量液體時,傳感器的安裝應能保證液體滿管,以降低密度變化對測量精確度的影響。測量氣體時的安裝位置為不使傳感器內(nèi)部聚集液體,應避免安裝在管道的低點。當測量液體時,傳感器外殼應朝下安裝,以避免空氣集聚在流量管內(nèi);當測量氣體時,傳感器外殼應朝上安裝,以避免冷