傳感器流量檢測技術

傳感器與檢測技術流量檢測6.1流量檢測基本概念

①體積流量qV=dV/dt=dx*A/dt=vA

單位:m3/hL/s…..

②質量流量qm=dM/dt=vA

單位:t

/hkg/s…..

例：設測得流速v=10m/s，圓管道的直徑r=1m，截面積A=0.79m2

則體積流量qV一流量的定義和單位1瞬時流量----

短時間內流過某一截面的流體數量與通過時間之比。=10*0.79=7.9m3/s體積流量和質量流量的關系為qm=*qv2累積流量----

某段時間內流體通過的體積或質量總量,也稱為流過流量。

①體積----體積流量在該段時間中的積分

V=∫tqvdt②質量----質量流量在該段時間中的積分

M=∫tqmdt二、流量檢測方法

測量瞬時流量的儀表稱為“流量計”體積流量qv

質量流量qm

測量累積流量的儀表稱為“計量表”或“總量計”總體積V總質量M流量計的組成一次裝置--流量傳感器,將流量信息轉換成可供處理的信號二次儀表--數據處理電路,給出流量值大小三、流量計的測量特性

1流量方程式--流量與流量計輸出信號之間的關系

qm=f(x)x可以是電壓、電流的變化，也可以是磁場或機械量的變化

2儀表系數K與流出系數C

儀表系數K----頻率型流量計流量特性的主要參數

K=N/V

流出系數C----實際流量與理想流量之間的比值

3壓力損失

6.2體積流量檢測方法各式流量計容積式流量計橢圓齒輪流量計腰輪流量計差壓式流量計節(jié)流式流量計彎管流量計靶式流量計轉子流量計速度式流量計渦輪流量計渦街流量計電磁流量計超聲流量計6.2.1容積式流量計

工作原理----

直接根據排出流體的體積來計算累計流量.其中運動元件的往復次數或轉速和流體的連續(xù)排出量成比例,利用這個原理進行連續(xù)的檢測.

應用場合----

石油、天然氣測量儀表、家用煤氣表….

代表----

橢圓齒輪流量計、腰輪流量計

一、橢圓齒輪流量計橢圓齒輪外形工作過程演示(1)工作原理工作過程①A、B兩輪在流體驅動下轉動,使固定容積內的流體一份份排出.每轉動一圈,流量計會排出4個“半月形”容積的流體.②通過橢圓齒輪流量計的流體總量為Q=4nV0工作原理③齒輪的轉數通過測量電路轉換成相應的脈沖信號并累計.由計數值可以反映出累計流量的大小.(2)工作特性1精度高、耐腐蝕，特別適合石油、聚乙烯醇、樹脂等粘度較高介質的流量檢測。3當通過流量計的流量為恒定時，橢圓齒輪在一周的轉速是變化的，所以只能測量整數圈的平均轉速來確定平均流量。2流量計同秒表配合，可測出平均流量。現在大多數橢圓齒輪流量計的外伸軸都帶有測速發(fā)電機或光電測速盤。4純機械原理流量計，適用于各種危險場合。二、腰輪流量計工作原理與橢圓齒輪流量計相同，結構相似.

以一對不帶齒的腰形輪代替齒輪,兩腰輪是有互為共軛曲線的轉子.(3)性能較橢圓齒輪流量計更加穩(wěn)定,適用于天然氣、煤氣、惰性氣體、空氣等氣體的測量.6.2.2差壓式流量計

工作原理----

在流體管道內設置流動阻力件,流體通過阻力件時將產生壓力差,此壓力差與流體流量之間有確定的數值關系,通過測量壓力差可以求到流體流量。

qv=f(△p)

代表----

節(jié)流式流量計、彎管流量計….

★節(jié)流式流量計節(jié)流裝置---

在管道中段設置一個流通面積比管道狹窄的孔板或者文丘里噴嘴，使流體經過該節(jié)流裝置時，流束局部收縮，流速提高，壓強減小。丹尼爾·伯努利提出了流體力學的一個重要定理，反映了理想流體（不可壓縮、不計粘性的流體）中能量守恒定律，這個定理和相應的公式后稱為伯努利定理和伯努利公式。節(jié)流裝置的取壓管

及內部的節(jié)流孔板節(jié)流孔板后取壓管

前取壓管流體通過節(jié)流孔板時，流速加快，后取壓管處的壓力減小。節(jié)流裝置的另一種形式

——文丘里管或文丘里噴嘴文丘里噴嘴的壓力損失較小。流體入口狹窄部位流體出口文丘里效應（Venturieffect）：是當風吹過阻擋物時，在阻擋物的背風面上方端口附近氣壓相對較低，從而產生吸附作用并導致空氣的流動。導壓管的配置

節(jié)流裝置輸出的壓力差是從節(jié)流裝置的前后取壓孔取出的。從取壓孔到差壓變送器的導壓管的配置也應按照規(guī)定的標準安裝。氣體流量的測量液體流量的測量玻璃浮子流量計流體入口流體出口浮子(轉子)★浮子流量計qv=f(h)6.2.3速度式流量計

工作原理----

基于與流速有關的各種物理現象,儀表的輸出(如脈沖頻率、電壓等)與流速之間有確定的關系，即可知流體的體積流量。代表----

渦輪流量計、渦街流量計、超聲流量計….

★渦輪流量計在一定的流量范圍內，對于一定的流體介質，渦輪的旋轉角速度與流體流速成正比．由此，流體流速可通過渦輪的旋轉角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量．磁鋼★渦街流量計一、工作原理流體振蕩1流體流過非流線型阻擋物時，會產生穩(wěn)定的旋渦列；2旋渦的產生頻率和流體流速之間有確定的函數關系。二、組成聲波的分類

1.次聲波次聲波是頻率低于20Hz的聲波，人耳聽不到，但可與人體器官發(fā)生共振，7-8Hz的次聲波會引起人的恐怖感，動作不協(xié)調，甚至導致心臟停止跳動?！锍暳髁坑?.可聞聲波頻率在20Hz-20KHz之間的聲波。3.超聲波頻率高于20KHz的聲波。超聲流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展才開始應用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。使用