各類儀表原理及應(yīng)用

各類儀表原理及應(yīng)用各類儀表原理及應(yīng)用各類儀表原理及應(yīng)用各類儀表原理及應(yīng)用各類儀表原理及應(yīng)用各類儀表原理及應(yīng)用1壓力表的分類1、壓力表按其測量精確度，可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測量精確度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級0.05級；一般壓力表的測量精確度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。2、壓力表按其指示壓力的基準(zhǔn)不同，分為一般壓力表、絕[2]對壓力表不銹鋼壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準(zhǔn)；絕壓表以絕對壓力零位為基準(zhǔn)；差壓表測量兩個(gè)被測壓力之差。3、壓力表按其測量范圍，分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測量小于60000Pa的壓力值；低壓表用于測量0~6MPa壓力值；中壓表用于測量10~60MPa壓力值；高壓表用于測量100MPa以上壓力值。4、壓力表按其顯示方式分:指針壓力表,數(shù)字壓力表壓力表的分類2補(bǔ)充內(nèi)容：儀表的精度：

精度是反映儀表誤差大小的術(shù)語。

δ=（△max）/（Аmax）×100（δ為精度等級；△max為最大測量誤差；Аmax為儀表量程。）

儀表的等級有：0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5。

補(bǔ)充內(nèi)容：3

耐震壓力表的殼體制成全密封結(jié)構(gòu)，且在殼體內(nèi)填充阻尼油（現(xiàn)在大部分用硅油填充），由于其阻尼作用可以使用在工作環(huán)境振動或介質(zhì)壓力（載荷）脈動的測量場所。帶有電接點(diǎn)控制開關(guān)的壓力表可以實(shí)現(xiàn)發(fā)訊報(bào)警或控制功能。帶有遠(yuǎn)傳機(jī)構(gòu)的壓力表可以提供工業(yè)工程中所需要的電信號（比如電阻信號或標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號）。隔膜表所使用的隔離器（化學(xué)密封）能通過隔離膜片，將被測介質(zhì)及儀表隔離，以便測量強(qiáng)腐蝕、高溫、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力。壓力表的彈性元件機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管（波登管）、膜片、膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。敏感元件一般是由銅合金、不銹鋼或由特殊材料制成。彈簧管（波登管）分為C型管、盤簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管，在退火態(tài)具有很高的塑性，經(jīng)壓力加工冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強(qiáng)度。彈簧管在內(nèi)腔壓力作用下，利用其所具有的彈性特性，可以方便地將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈晒茏杂啥说膹椥晕灰啤椈晒艿臏y量范圍一般在0.1MPa~250MPa。

耐震壓力表的殼體制成全密封結(jié)構(gòu)，且在殼體內(nèi)填充阻4膜片敏感元件是帶有波浪的圓形膜片，膜片本身位于兩個(gè)法蘭之間，或焊接在法蘭盤上或其邊緣夾在兩個(gè)法蘭盤之間。膜片一側(cè)受到測量介質(zhì)的壓力。這樣膜片所產(chǎn)生的微小彎曲變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力的大小由指針顯示。膜片及波登管相比其傳遞力較大。由于膜片本身周圍邊緣固定，所以其防振性較好。膜片壓力表可達(dá)到很高的過壓保護(hù)（比如膜片貼附在上法蘭盤上）。膜片還可以加上保護(hù)鍍層以提高防腐性。利用開口法蘭、沖洗、開口等措施可用膜片壓力表測量粘度很大、不清潔的及結(jié)晶的介質(zhì)。膜片壓力表的壓力測量范圍在1600Pa~2.5MPa。膜盒敏感元件由兩塊對扣在一起的呈圓形波浪截面的膜片組成。測量介質(zhì)的壓力作用在膜盒腔內(nèi)側(cè)，由此所產(chǎn)生的變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小由指針顯示。膜盒壓力表一般用來測量氣體的微壓，并具有一定程度的過壓保護(hù)能力。幾個(gè)膜盒敏感元件疊在一起后會產(chǎn)生較大的傳遞力來測量極微小的壓力。膜盒壓力表的壓力測量范圍在250Pa~60000Pa。膜片敏感元件是帶有波浪的圓形膜片，膜片本身位于兩個(gè)51、普通壓力表原理

壓力表通過表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性形變，再由表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力。壓力有兩種表示方法：一種是以絕對真空作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為絕對壓力；另一種是以大氣壓力作為基準(zhǔn)所表示的壓力，稱為相對壓力。由于大多數(shù)測壓儀表所測得的壓力都是相對壓力，故相對壓力也稱表壓力。當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時(shí)，可用容器內(nèi)的絕對壓力不足一個(gè)大氣壓的數(shù)值來表示。稱為”真空度”。它們的關(guān)系如下：絕對壓力=大氣壓力+相對壓力真空度=大氣壓力—絕對壓力我國法定的壓力單位為Pa（N/㎡），稱為帕斯卡，簡稱帕。由于此單位太小，因此常采用它的106倍單位MPa（兆帕）。1、普通壓力表原理6各類儀表原理及應(yīng)用7波登管利用管的彎曲變化或扭轉(zhuǎn)變形測量壓力的彈性敏感元件，又稱彈簧管。波登管的一端固定，一端活動，其截面形狀為橢圓形或扁平形。非圓形截面的管子在其內(nèi)壓力的作用下逐漸脹成圓形，此時(shí)活動端產(chǎn)生及壓力大小成一定關(guān)系的位移。活動端帶動指針即可指示壓力的大小。最常用的波登管為C型，此外還有螺旋型、C型組合、麻花型等類型（見圖）。波登管的材料采用銅基或鐵基合金。它與其他壓力敏感元件相比靈敏度小些，常用于測量較大的壓力，往往與其他彈性元件組合使用。波登管8

1.1、波登管壓力表波登管敏感元件是彎成圓形，截面積顯橢圓形的彈性C形管。測量介質(zhì)的壓力作用在波動管的內(nèi)側(cè)，這樣波登管橢圓截面會趨于圓形截面。由于波登管微小變形，形成一定的環(huán)應(yīng)力。此環(huán)應(yīng)力會使波登管向外延伸。由于彈性波登管頭部沒有固定，其就會產(chǎn)生小小變形，其變形的大小取決于測量介質(zhì)的壓力大小。波登管的變形通過機(jī)芯間接地由指針顯示測量介質(zhì)的壓力。

1.2、膜盒壓力表膜盒敏感元件由兩塊連接在一起的顯圓形波浪的膜片組成。測量介質(zhì)的壓力作用在膜盒腔內(nèi)側(cè)，由此所產(chǎn)生的變形可用來間接測量介質(zhì)的壓力。壓力值的大小由指針顯示。膜盒壓力表一般用來測量氣體的壓力，并能測量微壓、過壓保護(hù)在一定程度上也是可以的。當(dāng)幾個(gè)膜盒敏感元件疊在一起后會產(chǎn)生較大的傳遞力來測量極微小的壓力。1.1、波登管壓力表9壓力表彎管又叫壓力表緩沖管，是用來連接壓力表及壓力表測量的設(shè)備或管道之間的配件，是用來緩沖被測量介質(zhì)對壓力表彈簧的瞬時(shí)沖擊，是對壓力表進(jìn)行保護(hù)的裝置。壓力表冷凝圈的形式有：O形、U形等壓力表彎管又叫壓力表緩沖管，是用來連接壓力表及壓力表測量的設(shè)10脈沖緩沖器是利用氣體波義爾原理蓄積液體的原理（即采用氮?dú)庾鳛閴嚎s介質(zhì)）而工作的。

從泵出來的脈動流體進(jìn)入脈沖緩沖器后，由于氣體具有可壓縮性，脈沖瞬時(shí)吸收，系統(tǒng)可獲得一定的液流和壓力,減緩管路振動，降低噪聲，提高管路的安全性。脈沖緩沖器是一個(gè)承壓容器，內(nèi)中裝有一個(gè)彈性隔膜片，將容器分為上下兩個(gè)腔體。下腔通過被輸送液體，上腔根據(jù)使用壓力的大小裝有惰性氣體，一般為使用壓力的50%～60%。

脈沖緩沖器上腔裝有一個(gè)壓力表，由于壓力表和輸送液體被隔膜隔離，因此在使用了脈沖緩沖器后，還可用普通壓力表代替價(jià)格昂貴的隔膜壓力表。脈沖緩沖器是利用氣體波義爾原理蓄積液體的原理（即采用氮?dú)庾鳛?1各類儀表原理及應(yīng)用122、耐震壓力表的應(yīng)用介紹

耐震壓力表概述：壓力表依靠內(nèi)部沖灌阻尼油和配置緩沖裝置等措施。具有良好的耐震性能。適用于被測只的壓力有強(qiáng)烈脈沖變化或壓力沖擊和在生產(chǎn)工藝中經(jīng)常突然卸荷的場合，以及環(huán)境震動較大的場所。儀表能測氣體、液體脈動壓力的平均值，以克服介質(zhì)強(qiáng)烈脈沖及環(huán)境震動對儀表帶來的損害，確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性。2、耐震壓力表的應(yīng)用介紹13各類儀表原理及應(yīng)用14耐震壓力表的安裝注意事項(xiàng)

1．儀表使用環(huán)境溫度為-40~70℃，相對濕度不大于80%，如偏離正常使用溫度205℃時(shí)，須計(jì)入溫度附加誤差。

2．儀表必須垂直安裝，力求及測定點(diǎn)保持同一水平，如相差過高計(jì)入液柱所引起的附加誤差，測量氣體時(shí)可不必考慮。安裝時(shí)將表殼后部防爆口阻塞，以免影響防爆性能。

3．儀表正常使用的測量范圍：在靜壓下不超過測量上限的3/4，在波動下不應(yīng)超過測量上限的2/3。在上述兩種壓力情況下大壓力表測量最低都不應(yīng)低于下限的1/3，測量真空時(shí)真空部分全部使用。

4．使用時(shí)如遇到儀表指針失靈或內(nèi)部機(jī)件松動、不能正常工作等故障時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢修，或聯(lián)系生產(chǎn)廠家維修。

5．儀表應(yīng)避免震動和碰撞，以免損壞。

6．訂貨時(shí)請注明：儀表型號及名稱；儀表的測量范圍；儀表的精度等級偏離正包裝要求和其它。

7．根據(jù)用戶使用要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)耐震壓力表的安裝注意事項(xiàng)153、電接點(diǎn)壓力表磁助電接點(diǎn)壓力表廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電站等工業(yè)部門或機(jī)電設(shè)備配套中測量無爆炸危險(xiǎn)的各種流體介質(zhì)的壓力。通常，儀表經(jīng)及相應(yīng)的電氣器件(如繼電器及接觸器等)配套使用，即可對被測(控)壓力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制和發(fā)信(報(bào)警)的目的。為能適應(yīng)被測對象的各異和需求又相繼研制了耐蝕型、耐蝕抗振型以及帶有隔離裝置等多種類型共10多種型號的產(chǎn)品。

在電接點(diǎn)壓力表裝置的電接觸信號針上，裝有可調(diào)節(jié)的永久磁鋼，可以增加接點(diǎn)吸力，加快接觸動作，從而使觸點(diǎn)接觸可靠，消除電弧，能有效的避免儀表由于工作環(huán)境振動或介質(zhì)壓力脈動造成觸點(diǎn)的頻繁關(guān)斷。所以電接點(diǎn)壓力表具有動作可靠、使用壽命長、觸點(diǎn)開關(guān)功率較大等優(yōu)點(diǎn)。3、電接點(diǎn)壓力表16結(jié)構(gòu)原理儀表由測量系統(tǒng)、指示系統(tǒng)、磁助電接點(diǎn)裝置、外殼、調(diào)整裝置和接線盒（插頭座）等組成。儀表的工作原理是基于測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質(zhì)的壓力作用下，追使彈簧管之末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形一位移，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)的傳動并予放大，由固定齒輪上的指示（連同觸頭）逐將被測值在度盤上指示出來。及此同時(shí)，當(dāng)其與設(shè)定指針上的觸頭（上限或下限）相接觸（動斷或動合）的瞬時(shí)，致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通，以達(dá)到自動控制和發(fā)信報(bào)警的目的。結(jié)構(gòu)原理17電氣原理：

以控制壓縮機(jī)電機(jī)為例：儲氣灌壓力到達(dá)下限自動開啟，到達(dá)上限自動停機(jī)。

控制過程如下：在壓力到達(dá)（或開機(jī)時(shí)低及）下限時(shí)，電接點(diǎn)壓力表的活動觸點(diǎn)（電源共公端）與下限觸頭接通，繼電器J1動作并自鎖，

其常開觸頭閉合驅(qū)動J3，電動機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)壓力到達(dá)上限時(shí)，活動觸點(diǎn)與上限觸頭接通，繼電器J2動作，其常閉觸頭斷開，切斷J1供電，其常開點(diǎn)斷開，J3釋放，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

如此往復(fù)，達(dá)到自動控制的目的。

電氣原理：

以控制壓縮機(jī)電機(jī)為例：儲氣灌壓力到達(dá)下18各類儀表原理及應(yīng)用19各類儀表原理及應(yīng)用204、隔膜壓力表、隔膜壓力表能適用于測量強(qiáng)腐蝕、高溫、高粘度、易結(jié)晶、易凝固、有固體浮游物的介質(zhì)壓力以及必須避免測量介質(zhì)直接進(jìn)入通用型壓力儀表和防止沉淀物積聚且易清洗的場合，應(yīng)必須采用由隔膜隔離器及通用型壓力儀表組成一個(gè)系統(tǒng)的隔膜表。隔膜表主要用于石油化工、制堿、化纖、染化、制藥、食品和制酷等工業(yè)部門生產(chǎn)過程中測量流體介質(zhì)壓力之用。4、隔膜壓力表、21各類儀表原理及應(yīng)用22

當(dāng)測量介質(zhì)的壓力P作用于隔膜，則隔膜產(chǎn)生變形，壓縮壓力儀表測壓系統(tǒng)的密封液，使其形成P-△P的壓力。當(dāng)隔膜的剛性足夠小時(shí)，則△P也很小，壓力儀表測壓系統(tǒng)形成的壓力就近于測量介質(zhì)的壓力。當(dāng)測量介質(zhì)的壓力P作用于隔膜，則隔膜產(chǎn)生變形，23隔膜壓力表主要技術(shù)指標(biāo)溫度特性由于隔膜壓力表系統(tǒng)由填充了密封液作為傳遞壓力的介質(zhì)，則由于密封液的溫度體膨脹系數(shù)，使壓力儀表隨受壓部溫度升高而示值也升高，其溫度影響量及密封液體膨脹系數(shù)，隔膜剛度以及受壓部溫度有關(guān)，尤其對于低量程的壓力儀表，則影響更明顯。一般受壓部溫度誤差規(guī)定不大于0.1％/℃。故隔膜壓力儀表總的溫度影響一般是由通用型儀表溫度影響量與隔膜裝置受壓部溫度影響量兩者之和。

1：精度等級1.5級

2：測量范圍（Mpa）0~0.10~0.160~0.250~0.40~0.6

3：隔膜材料PTFE聚四氟乙烯薄板

4：內(nèi)部填充工作液（1）硅油（2）根據(jù)客戶需求填充

5：工作條件（1）溫度環(huán)境溫度-20~+[1]55℃被測介質(zhì)溫度-20~+55℃

（2）工作壓力靜負(fù)荷：用至測量上限值的3/4交變負(fù)荷：用至測量上限值的2/3短時(shí)壓力：用至測量上限值隔膜壓力表主要技術(shù)指標(biāo)245、壓力傳感器壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。5、壓力傳感器255.1、應(yīng)變片壓力傳感器原理及應(yīng)用通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其他陶瓷壓力傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器等傳感器其工作原理與上大致相同，只是應(yīng)變片材料上有不同差異。5.1、應(yīng)變片壓力傳感器原理及應(yīng)用26各類儀表原理及應(yīng)用276、壓力變送器

一般意義上往往指壓力變送器主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(4~20mADC)，以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。

壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器（0.001MPa～20MPa）和微差壓變送器（0～1.5kPa），負(fù)壓變送器三種6、壓力變送器28壓力變送器,壓力傳感器的主要作用:把壓力信號傳到電子設(shè)備，進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示壓力工作原理是：

將水壓這種壓力的力學(xué)信號轉(zhuǎn)變成電流（4-20mA）電子信號。壓力和電壓或電流大小成線性關(guān)系，一般是正比關(guān)系。所以變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大。壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。壓力變送器是由測量膜片及兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。

壓力變送器,壓力傳感器的主要作用:29各類儀表原理及應(yīng)用30各類儀表原理及應(yīng)用31各類儀表原理及應(yīng)用32各類儀表原理及應(yīng)用33二、常用流量儀表

1.電磁流量計(jì)；

2.渦街流量計(jì)；⒊浮子流量計(jì)⒋科氏力質(zhì)量流量計(jì)；⒌熱式（氣體）質(zhì)量流量計(jì)；⒍超聲波流量計(jì)；⒎渦輪流量計(jì)；

8.孔板式流量計(jì)

二、常用流量儀表1.電磁流量計(jì)；341、電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)是60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表．它根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成，用來測量導(dǎo)電流體的體積流量。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)上各種導(dǎo)電液體的測量．例如，測量各種酸、堿、鹽等腐蝕液體；各種易燃，易爆介質(zhì)；各種工業(yè)污水，紙漿，泥漿等。測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。測量原理：法拉第電磁感應(yīng)定律證明一個(gè)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動將感應(yīng)生成一個(gè)電勢。采用電磁測量原理，流體就是運(yùn)動中的導(dǎo)體。感應(yīng)電勢相對于流速成正比并被兩個(gè)測量電極所檢測，然后變送器將它進(jìn)行放大，根據(jù)管道橫截面積計(jì)算出流量即當(dāng)導(dǎo)電液體流過電磁流量計(jì)時(shí)，導(dǎo)體液體中會產(chǎn)生及平均流速V（體積流量）成正比的電壓，其感應(yīng)電壓信號通過兩個(gè)與液體接觸的電極檢測，通過電纜傳至放大器，然后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的輸出信號?；陔姶帕髁坑?jì)的測量原理，要求流動的液體具有最低限度的電導(dǎo)率。1、電磁流量計(jì)35電磁流量計(jì)的主要特點(diǎn)是：①電磁流量計(jì)的變送器結(jié)構(gòu)簡單，沒有可動部件，也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件，所以當(dāng)流體通過時(shí)不會引起任何附加的壓力損失，同時(shí)它不會引起諸如磨損，堵塞等問題，特別適用于測量帶有固體顆粒的礦漿，污水等液固兩相流體，以及各種粘性較大的漿液等．同樣，由于它結(jié)構(gòu)上無運(yùn)動部件，故可通過附上耐腐蝕絕緣襯里和選擇耐腐材料制成電極，起到很好的耐腐蝕性能，使之可用于各種腐蝕性介質(zhì)的測量．②電磁流量計(jì)是—種體積流量測量儀表，在測量過程中，它不受被測介質(zhì)的溫度．粘度、密度以及電導(dǎo)率(在一定范圍內(nèi))的影響．因此，電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定以后，就可以用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量，而不需要附加其它修正電磁流量計(jì)的主要特點(diǎn)是：36

③電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，同一臺電磁流量計(jì)的量程比可達(dá)1：100．此外，電磁流量計(jì)只及被測介質(zhì)的平均流速成正比，而與軸對稱分布下的流動狀態(tài)（層流或紊流）無關(guān)．④電磁流量計(jì)無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，可以測量瞬時(shí)脈動流量，而且線性好．因此，可將測置信號直接用轉(zhuǎn)換器線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，可就地指示，也可遠(yuǎn)距離傳送．③電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，同一臺電磁流量計(jì)的量程比可達(dá)137電磁流量計(jì)雖具有上述優(yōu)良特性，但目前它還有一些不足之處，以致在使用上受到一定限制．主要有如下幾點(diǎn)：①電磁流量計(jì)不能用于測量氣體、蒸氣以及含有大量氣體的液體．②電磁流量計(jì)目前還不能用來測量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì)，被測液體介質(zhì)的電導(dǎo)率不能低于10－5（S／cm），相當(dāng)于蒸餾水的電導(dǎo)率．對石油制品或者有機(jī)溶劑等還無能為力。③由于測量管絕緣襯里材料受溫度的限制，目前工業(yè)電磁流量計(jì)還不能測量高溫高壓流體。④電磁流量計(jì)受流速分布影響，在軸對稱分布的條件下，流量信號及平均流速成正比．所以，電磁流量計(jì)前后也必須有一定長度的前后直管段．⑤電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響電磁流量計(jì)雖具有上述優(yōu)良特性，但目前它還有一些不足之處，以致38各類儀表原理及應(yīng)用39各類儀表原理及應(yīng)用40各類儀表原理及應(yīng)用41

2.渦街流量計(jì)（旋渦流量計(jì)）渦街流量計(jì)是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。渦街流量計(jì)是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluffbody），流體在阻流體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內(nèi)旋渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率，從而計(jì)算出體積流量。渦街流量計(jì)適用及測量液體、氣體或蒸汽。2.渦街流量計(jì)（旋渦流量計(jì)）42它沒有移動部件，也沒有污垢問題。渦街流量計(jì)會產(chǎn)生噪音，而且要求流體具有較高的流速，以產(chǎn)生旋渦。渦街流量計(jì)由于傳感器采用的檢測探頭及旋渦發(fā)生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶片不與介質(zhì)接觸，渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。渦街流量計(jì),主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定?？煽啃愿?可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出.它沒有移動部件，也沒有污垢問題。渦街流量計(jì)會產(chǎn)43各類儀表原理及應(yīng)用44各類儀表原理及應(yīng)用45各類儀表原理及應(yīng)用46⒊浮子流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）金屬管浮子流量計(jì)實(shí)際是一種可變面積式流量計(jì)。它通常具有一段直立的錐管和一只可以在其中自由地隨流量大小上下移動的浮子。當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐管時(shí)，流體的動能在浮子上產(chǎn)生的推力S和流體的浮力A使浮子上升。隨著錐管內(nèi)壁及浮子之間的環(huán)形流通面積增大，流體動能在浮子上產(chǎn)生的推力S隨之下降。當(dāng)推力S與浮力之和等于浮子自身重力G時(shí)，浮子處于平衡狀態(tài)，并穩(wěn)定在某一高度上，該高度位置對應(yīng)的刻度指示流過流量計(jì)的流量。傳感器將流量的大小轉(zhuǎn)換成浮子的位移量，通過磁耦合系統(tǒng)，將浮子位移量傳給轉(zhuǎn)換器指示出流量的大小。浮子流量計(jì)是工業(yè)自動化過程控制中常用的一種改變面積流量測量儀表。具有體積小、檢測范圍大、使用方便等特點(diǎn)。它可以用來測量液體、氣體、以及蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質(zhì)流量測量。⒊浮子流量計(jì)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）47各類儀表原理及應(yīng)用48⒋科氏力質(zhì)量流量計(jì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)是運(yùn)用流體質(zhì)量流量對振動管振蕩的調(diào)制作用即科里奧利力現(xiàn)象為原理，以質(zhì)量流量測量為目的的質(zhì)量流量計(jì)，一般由傳感器和變送器組成。4.1、質(zhì)量流量測量原理一臺質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺傳感器和一臺用于信號處理的變送器。Rosemount質(zhì)量流量計(jì)依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma），當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)分量的加速度及其力：（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P軸；

⒋科氏力質(zhì)量流量計(jì)49（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向及αr垂直。由于復(fù)合運(yùn)動，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力-Fc=-2ωVm。當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時(shí)，任何一段長度Δx的管道將受到一個(gè)切向科里奧利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx（1）式中，A—管道的流通截面積。由于存在關(guān)系式：mq=ρVA所以：ΔFc=2ωqmΔx（2）因此，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向504.2傳感器內(nèi)是U型流量管,在沒有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅(qū)動線圈驅(qū)動，其振幅小于1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時(shí)被強(qiáng)制接受流量管的上下垂直運(yùn)動。在流量管向上振動的半個(gè)周期內(nèi)，流體反抗管子向上運(yùn)動而對流量管施加一個(gè)向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個(gè)向上的力以反抗管子向下運(yùn)動而使其垂直動量減少。這便導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲，在振動的另外半個(gè)周期，流量管向下振動，扭曲方向則相反，這一扭曲現(xiàn)象被稱之為科里奧利(Coriolis)現(xiàn)象，即科氏力。

4.2傳感器內(nèi)是U型流量管,在沒有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管由51根據(jù)牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全及流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比，安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號檢測器用于檢測流量管的振動。當(dāng)沒有流體流過流量管時(shí)，流量管不產(chǎn)生扭曲，兩側(cè)電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的；當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管產(chǎn)生扭曲，從而導(dǎo)致兩個(gè)檢測信號產(chǎn)生相位差，這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。根據(jù)牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小完全及流經(jīng)52由于這種質(zhì)量流量計(jì)主要依靠流量管的振動來進(jìn)行流量測量，流量管的振動，以及流過管道的流體的沖力產(chǎn)生了科氏力，致使每個(gè)流管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)量及振動周期內(nèi)流過流管的質(zhì)量流速成正比。由于一個(gè)流管的扭曲滯后于另一流管的扭曲，質(zhì)量管上的傳感器輸出信號可通過電路比較，來確定扭曲量。電路中由時(shí)間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時(shí)間。這個(gè)“時(shí)間差”ΔT經(jīng)過數(shù)字量測量、處理、濾波以減少噪聲，提高測量分辨率。時(shí)間差乘上流量標(biāo)定系數(shù)來表示質(zhì)量流量。由于溫度影響流管鋼性，科氏力產(chǎn)生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調(diào)整，后者隨時(shí)檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計(jì)輸出。變送器用一個(gè)三相的電阻溫度計(jì)電橋放大電路來測量傳感器溫度，放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成頻率，并由計(jì)數(shù)器數(shù)字化后讀入微處理器。由于這種質(zhì)量流量計(jì)主要依靠流量管的振動來進(jìn)行流量測量，流量管53各類儀表原理及應(yīng)用54各類儀表原理及應(yīng)用555.超聲波流量計(jì)超聲波在流動的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)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。它及水位計(jì)聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。5.超聲波流量計(jì)56在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計(jì)測量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計(jì)方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。另外，超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點(diǎn)，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計(jì)的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計(jì)測量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)57超聲波流量計(jì)的電子線路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。根據(jù)對信號檢測的原理，目前超聲波流量計(jì)大致可分傳播速度差法(包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結(jié)構(gòu)最簡單，便于測量和攜帶，價(jià)格便宜但準(zhǔn)確度較低，適于在流量測量準(zhǔn)確度要求不高的場合使用。由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報(bào)時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準(zhǔn)確度較高，所以被廣泛采用。超聲波流量計(jì)的電子線路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示58按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測量流量，原理上，此法的測量準(zhǔn)確度及流體中的聲速無關(guān)，因而與流體溫度，濃度等無關(guān)，因而測量準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴，線路比較復(fù)雜。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)59各類儀表原理及應(yīng)用60各類儀表原理及應(yīng)用616.渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)是一種葉輪式儀表，其工作原理相對簡單。渦輪流量計(jì)本體管道中心安放一個(gè)渦輪，兩端由軸承支撐．當(dāng)流體通過管道時(shí)，沖擊渦輪葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)．在一定的流量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度及流體流速成正比．由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量．同時(shí)渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測．當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)永久磁鋼產(chǎn)生的磁力線時(shí)，就會引起傳感線圈中的磁通變化．傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進(jìn)行放大、整形，產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累積流量值；同時(shí)亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時(shí)流量值。6.渦輪流量計(jì)62渦輪流量計(jì)是速度式流量儀表的一種，根據(jù)其音譯國內(nèi)又稱為透平流量計(jì)。渦輪流量計(jì)根據(jù)其測量介質(zhì)的不同又分為氣體渦輪流量計(jì)和液體渦輪流量計(jì)。在各種流量計(jì)中渦輪流量計(jì)是重復(fù)性高、精確度最佳的產(chǎn)品。如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大（同樣口徑可通過的流量大）和可適應(yīng)高參數(shù)（高溫、高壓和低溫）等。渦輪流量計(jì)是速度式流量儀表的一種，根據(jù)其音譯國內(nèi)又稱為透平流63各類儀表原理及應(yīng)用64各類儀表原理及應(yīng)用657、孔板式流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板及多參數(shù)差壓變送器（或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測量氣體、蒸汽、液體及的流量。

節(jié)流裝置又稱為差壓式流量計(jì)，是由一次檢測件（節(jié)流件）和二次裝置（差壓變送器和流量顯示儀）組成廣泛應(yīng)用于氣體，蒸汽和液體的流量測量，具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，性能穩(wěn)定。

充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。

孔板式流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測量。7、孔板式流量計(jì)66孔板流量計(jì)工作原理充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置，在節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。

在已知有關(guān)參數(shù)的條件下，根據(jù)流動連續(xù)性原理和伯努利方程可以推導(dǎo)出差壓及流量之間的關(guān)系而求得流量?？装辶髁坑?jì)工作原理67各類儀表原理及應(yīng)用68各類儀表原理及應(yīng)用69各類儀表原理及應(yīng)用70三、溫度測量儀表