認(rèn)識流量檢測 省賽獲獎(jiǎng)

1主要內(nèi)容

單元內(nèi)容一、項(xiàng)目引入二、知識講解

1、節(jié)流式流量傳感器2、畢托管電容式流量傳感器3、靶式流量傳感器4、浮子流量傳感器5、容積式流量傳感器6、電磁流量傳感器7、超聲波流量傳感器8、渦輪流量傳感器

9、渦街流量傳感器

10、質(zhì)量流量傳感器

11、空氣流量傳感器三、歸納總結(jié)

四、作業(yè)工作原理:流體在磁場中切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢：

E=BVDB---磁場磁通密度；

D---導(dǎo)管內(nèi)徑；

E---感應(yīng)電勢

V---流速＋－六、電磁流量傳感器

可以檢測具有一定電導(dǎo)率的酸、堿、鹽溶液，腐蝕性液體以及含有固體顆粒的的液體測量。體積流量QV與流速V的關(guān)系為QV=SV=1/4πD2V得出E=4*B/πD*QV=K*QV式中K就是一個(gè)常數(shù)，這時(shí)感應(yīng)電勢則與體積流量具有線性關(guān)系。當(dāng)B、D一定時(shí)，

E∝v∝qv

由測量管和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。測量管兩側(cè)分別繞有馬鞍形的勵(lì)磁線圈。為了避免直流磁場產(chǎn)生的直流感應(yīng)電勢使電極周圍導(dǎo)電液體電解，導(dǎo)致電極表面極化而減小感應(yīng)電勢，一般采用交流勵(lì)磁。六、電磁流量傳感器結(jié)構(gòu)

壓力損失極?。ü艿乐袩o節(jié)流件）；只能測導(dǎo)電的流體，不能測量氣體、蒸汽及石油制品等的流量；輸出電流與體積流量成線性關(guān)系，并且不受液體的溫度、壓力、密度、粘度等參數(shù)的影響（非接觸測量）；量程比一般為10:1，精度較高的可達(dá)100:1；測量口徑范圍大，可以從1mm到2m以上；測量精度一般優(yōu)于0.5％；反應(yīng)迅速，可以測量脈動(dòng)流量；由于感應(yīng)電勢數(shù)值很小，后級采用高放大倍數(shù)的放大器，很容易受外界電磁場干擾的影響。六、電磁流量傳感器應(yīng)用特點(diǎn)六、電磁流量傳感器實(shí)物

T1、T2---發(fā)送器R1、R2---接收器七、超聲波流量傳感器超聲波流量測量屬于非接觸式測量。組成：在管道壁上反向安裝兩對超聲波換能器。qv∝v∝C------聲波在靜止流體中的傳播速度七、超聲波流量傳感器原理測量基理：聲波在不同流速的流體中傳播的速度不同。測量方式：傳播時(shí)間法、旋渦法、多普勒效應(yīng)法等。工作過程：超聲波流量計(jì)通過發(fā)射超聲波，穿過流動(dòng)的流體，被接收后，經(jīng)過信號處理反映出流體的流速。根據(jù)流速便能算出流量。七、超聲波流量傳感器實(shí)物七、超聲波流量傳感器應(yīng)用特點(diǎn)超聲波流量計(jì)屬非接觸式測量，不會(huì)影響被測流體的流動(dòng)狀況。測量液體流量精度可達(dá)0.2級，測量氣體流量精度可達(dá)0.5級。量程范圍可達(dá)20︰1。要求流體清潔，以避免對超聲波束的干擾。測量管前后要有足夠長的直管段，以保證流速均勻。流速沿管道的分布情況會(huì)影響測量結(jié)果，超聲波流量計(jì)所測得的流速與實(shí)際平均流速之間存在一定差異，而且與雷諾數(shù)有關(guān)，需要進(jìn)行修正。檢測原理渦輪上的螺旋形葉片用高導(dǎo)磁系數(shù)的不銹鋼材料制成。導(dǎo)流器用以穩(wěn)定流體的流向外殼由非導(dǎo)磁的不銹鋼制成八、渦輪流量傳感器流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化，通過渦輪外的磁電轉(zhuǎn)換裝置可將渦輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成電脈沖。輸出脈沖頻率f與被測流量qv

之間的關(guān)系：

ω=2π

f

∝

Nqv

N—儀表常數(shù)NS------線性關(guān)系八、渦輪波流量傳感器八、渦輪流量傳感器應(yīng)用特點(diǎn)渦輪轉(zhuǎn)速不用軸輸出，沒有齒輪傳動(dòng)誤差和密封問題，因而渦輪流量計(jì)測量精度高（可達(dá)0.2級），耐高壓（靜壓可達(dá)50MPa）。輸出信號為頻率信號，不易受干擾，便于遠(yuǎn)傳。反應(yīng)迅速，可測脈動(dòng)流量。流量與渦輪轉(zhuǎn)速之間成線性關(guān)系，量程比一般為10:1，主要用于中小口徑的流量檢測。僅適用潔凈的被測介質(zhì)，通常在渦輪前要安裝過濾裝置。流量計(jì)前后需有一定的直管段長度，一般上游側(cè)和下游側(cè)的直管段長度要求在10D和5D以上。利用流體遇到阻礙物后產(chǎn)生的旋渦來測量流量。旋渦式流量計(jì)有兩類：旋進(jìn)型旋渦流量計(jì)和卡門型旋渦流量計(jì)（常稱渦街流量計(jì)）。九、渦街流量傳感器儀器組成漩渦發(fā)生體流體振動(dòng)檢測器漩渦發(fā)生體流體振動(dòng)檢測器壓電元件卡門漩渦卡門渦街原理——把一個(gè)旋渦發(fā)生體（如圓柱體、三角柱體等）垂直插在管道中，當(dāng)流體繞過旋渦發(fā)生體時(shí)會(huì)在其左右兩側(cè)后方交替產(chǎn)生旋渦，形成渦列，且左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反。九、渦街流量傳感器當(dāng)兩列旋渦的間距h和同列相鄰兩個(gè)旋渦之間的距離l之比能滿足h／l＝0.218時(shí)，所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。滿足如下關(guān)系：f—單側(cè)旋渦發(fā)生頻率St

—

斯特勞哈爾系數(shù)v—流體平均流速d—圓柱體直徑A1—管道中旋渦發(fā)生體處流通截面積。式中：當(dāng)Re（雷諾數(shù)）

=2×104～7×106時(shí)，

st=常數(shù)，則有：qv=f/K=K’f

qv=A1v=A1Stfd

f∝v

九、渦街流量傳感器管道內(nèi)無可動(dòng)部件，使用壽命長，壓力損失較小。測量精度較高（約為±0.5～1％），量程比可達(dá)100:1。在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，幾乎不受流體的溫度、壓力、密度、粘度等變化的影響，故用水或空氣標(biāo)定的漩渦流量計(jì)可用于其他液體和氣體的流量測量而不需標(biāo)定，尤其適用于大口徑管道的流量測量。安裝時(shí)要求有足夠的直管段長度，上游和下游的直管段分別要求不少于20D和5D，漩渦發(fā)生體的軸線應(yīng)與管路軸線垂直。九、渦街流量傳感器應(yīng)用特點(diǎn)檢測方法主要有三大類：直接式：直接檢測流體的質(zhì)量流量；間接式（推導(dǎo)式）：通過體積流量計(jì)和密度計(jì)的組合來測量質(zhì)量流量。補(bǔ)償式：同時(shí)檢測出體積流量和流體的溫度、壓力，應(yīng)用有關(guān)公式求出流體的密度或?qū)⒈粶y流體的體積流量自動(dòng)地?fù)Q算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，從而間接地確定質(zhì)量流量。十、質(zhì)量流量傳感器直接式質(zhì)量流量檢測方法：

?由孔板和定量泵組合實(shí)現(xiàn)的差壓式方法；

?由兩個(gè)用彈簧連接的渦輪構(gòu)成的渦輪轉(zhuǎn)矩式方法；

?應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的檢測方法；

?基于科里奧利力的檢測方法?；诳剖狭Φ馁|(zhì)量流量檢測方法最為成熟，根據(jù)此原理構(gòu)成的科氏力質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用已十分廣泛。

十、質(zhì)量流量傳感器直接式科里奧利力質(zhì)量流量檢測的原理是利用兩管的擺動(dòng)相位差來反映流經(jīng)該U形管的質(zhì)量流量?？评飱W利力質(zhì)量流量計(jì)有直管、彎管、單管、雙管等多種形式。目前應(yīng)用最多的要算是雙彎管型。十、質(zhì)量流量傳感器科里奧利力檢測質(zhì)量流量測量原理：利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，處于一個(gè)旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。ΔFc=2ωvρAΔx

式中,A為管道的流通內(nèi)截面積。∵質(zhì)量流量qm=ρvA

當(dāng)密度為ρ的流體以恒定速度v在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，任何一段長度為Δx的管道都受到一個(gè)大小為ΔFc的切向科里奧利力，即∴

ΔFc=2ωqmΔx

十、質(zhì)量流量傳感器科里奧利力檢測質(zhì)量流量測量基理：基于流體中熱傳遞和

熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量流量的關(guān)系。組成：主要由兩部分即主管路和旁路管測量傳感器系統(tǒng)組成工作原理：

①當(dāng)qm＝0時(shí)，兩熱敏電阻阻值相等，測量橋路平衡，無信號輸出。②當(dāng)qm≠0時(shí)，加熱器線圈均勻地加熱氣流，上游測溫元件的溫度↓，下游測溫元件的溫度↑，使得兩熱敏電阻阻值不等，測量橋路有不平衡電壓信號輸出。

qm＝K*△T/CP

或△T＝CP*qm/K加熱器線圈均勻地加熱氣流加熱器線圈均勻地加熱氣流加熱器線圈均勻地加熱氣流

△T---兩熱敏電阻的溫差

CP---氣體的定壓比熱容

K---常數(shù)十、質(zhì)量流量傳感器熱量式質(zhì)量流量計(jì)十一、空氣流量傳感器作用發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中很重要一項(xiàng)控制內(nèi)容就是最佳空燃比控制。為達(dá)到這樣的目的，必須對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣空氣流量進(jìn)行精確測量。直接或間接檢測進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸空氣量大小，并將檢測結(jié)果換成電信號送至ECU，ECU根據(jù)空氣流量信號是來確定基本噴油量。

十一、空氣流量傳感器分類:翼片式空氣流量計(jì)（體積）卡門渦旋式空氣流量計(jì)（體積）熱線式空氣流量計(jì)（質(zhì)量）熱膜式空氣流量計(jì)（質(zhì)量）十一、空氣流量傳感器翼片式空氣流量計(jì)十一、空氣流量傳感器超聲波式卡爾曼渦流式空氣流量傳感器由超聲波信號發(fā)生器，超聲波發(fā)射探頭、渦流穩(wěn)定板、渦流發(fā)生器、整流器、超聲波接收探頭和轉(zhuǎn)換電路等組成。

在卡門渦流發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對安裝超聲波發(fā)射探頭和接收探頭。十一、空氣流量傳感器超聲波式卡爾曼渦流式空氣流量傳感器十一、空氣流量傳感器熱線式當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增加時(shí)，空氣流量增加，由于冷卻效應(yīng)導(dǎo)致熱線電阻減小，當(dāng)(TA-TB)<100°C時(shí)，電橋失去平衡，此時(shí)，控制電路會(huì)自動(dòng)增加供給熱線的電流，使熱線恢復(fù)