化工儀表及自動化( 第三章 流量檢測 )

化工儀表及自動化

第三章流量檢測

一組：李連泉張汝燦孫志茹張萌萌第一節(jié)：差壓式流量計

差壓式（也稱節(jié)流式）流量計是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。

通常是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值顯示出來的差壓計以及顯示儀表所組成。

一、節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式1.節(jié)流現(xiàn)象

流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。

節(jié)流裝置就是在管道中放置的一個局部收縮元件,應(yīng)用最廣泛的是孔板,其次是噴嘴、文丘里管。二.節(jié)流基本方程式

流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的。要知道流量與壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于α的取值。二、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置

國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。

采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置進行設(shè)計計算時都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、要求和計算所需要的通用化實驗數(shù)據(jù)資料。1.節(jié)流裝置的選用

①在加工制造和安裝方面,以孔板為最簡單,噴嘴次之,文丘里管最復(fù)雜。造價高低也與此相對應(yīng)。實際上,在一般場合下,以采用孔板為最多。

②當(dāng)要求壓力損失較小時,可采用噴嘴、文丘里管等。1.節(jié)流裝置的選用

①在加工制造和安裝方面,以孔板為最簡單,噴嘴次之,文丘里管最復(fù)雜。造價高低也與此相對應(yīng)。實際上,在一般場合下,以采用孔板為最多。

②當(dāng)要求壓力損失較小時,可采用噴嘴、文丘里管等。③在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的介質(zhì)流量時,采用噴嘴較采用孔板為好。④在流量值與壓差值都相同的條件下,使用噴嘴有較高的測量精度,而且所需的直管長度也較短。⑤如被測介質(zhì)是高溫、高壓的,則可選用孔板和噴嘴。文丘里管只適用于低壓的流體介質(zhì)。

2.節(jié)流裝置的安裝使用①必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心,并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。②在節(jié)流裝置前后長度為兩倍于管徑(2D)的一段管道內(nèi)壁上,不應(yīng)有凸出物和明顯的粗糙或不平現(xiàn)象。③任何局部阻力(如彎管、三通管、閘閥等)均會引起流速在截面上重新分布,引起流量系數(shù)變化。所以在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管。④標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置(孔板、噴嘴),一般都用于直徑D≥50mm的管道中。⑤被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道并且連續(xù)流動。⑥管道內(nèi)的流束(流動狀態(tài))應(yīng)該是穩(wěn)定的。⑦被測介質(zhì)在通過節(jié)流裝置時應(yīng)不發(fā)生相變。

三、差壓變送器

變送器是單元組合式儀表中不可缺少的基本單元之一。

所謂單元組合式儀表,這是將對參數(shù)的檢測及其變送、顯示、控制等各部分,分別做成只完成某一種功能而又能各自獨立工作的單元儀表(簡稱單元,例如變送單元、顯示單元、控制單元等)。

四、差壓式流量計的測量誤差

在現(xiàn)場實際應(yīng)用時，往往具有比較大的測量誤差，有的甚至高達10％～20％。誤差產(chǎn)生的原因

被測流體工作狀態(tài)的變動。

節(jié)流裝置安裝不正確。

孔板入口邊緣的磨損。

導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象

差壓計安裝或使用不正確第二節(jié)轉(zhuǎn)子流量計一、工作原理

轉(zhuǎn)子流量計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測量方法。二、電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計

它可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號，適合于遠傳，進行顯示或記錄。

LZD系列電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計主要由流量變送及電動顯示兩部分組成。

第三節(jié)漩渦流量計

精度高、測量范圍寬、沒有運動部件、無機械磨損、維護方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。

滿足h／L＝0.281時，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為圖3-13圓柱檢出器原理圖1—空腔；2—圓柱棒；3—導(dǎo)壓孔；4—鉑電阻絲；5—隔墻漩渦頻率的檢測方法：熱學(xué)法、電容法、壓差法

第四節(jié)質(zhì)量流量計定義直接測量單位時間內(nèi)所流過的介質(zhì)的質(zhì)量,即質(zhì)量流量M優(yōu)點質(zhì)量流量計的最后輸出信號只與介質(zhì)的質(zhì)量流量M成比例,這就能從根本上提高流量測量的精度,省去了煩瑣的換算和修正。

質(zhì)量流量的基本方程式為第四節(jié)質(zhì)量流量計一、直接式質(zhì)量流量計

直接式質(zhì)量計的形式很多有：差壓式、角動量式、雙渦輪式、陀螺式等二、補償式質(zhì)量流量計1.流速-密度補償法

2.壓差-密度法

3.壓差-流速補償法第五節(jié)其他流量計一、靶式流量計便于某些黏度較高或含有懸浮物介質(zhì)的流量檢測。二、橢圓齒輪流量計1.工作原理圖3-19橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)原理通過橢圓齒輪流量計的體積流量1、適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。2、測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。3、橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。4、橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。5、橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。2.使用特點三、渦輪流量計圖3-20渦輪流量計1—渦輪；2—導(dǎo)流器；3—磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器；4—外殼；5—前置放大器優(yōu)點：1、安裝方便。2、測量精度高，可耐高壓。3、反應(yīng)快，可測脈動流量。4、輸出信號為電頻率信號，便于遠傳，不受干擾。缺點：

1、一般應(yīng)加過濾器。2、安裝時，前后要有一定的直管