流量測(cè)量儀表培訓(xùn)課件

1

流量測(cè)量儀表培訓(xùn)

2主要內(nèi)容介紹一、基本概念與分類

二、測(cè)量原理

三、案例分析流體的流量是指流體在單位時(shí)間流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。如果在截面上流體的速度分布是均勻的，則體積流量的表達(dá)式為1.體積流量和質(zhì)量流量

一、基本概念與分類流量是工業(yè)生產(chǎn)過程操作與管理的重要依據(jù)。在具有流動(dòng)介質(zhì)的工藝過程中，物料通過工藝管道在設(shè)備之間來往輸送和配比，生產(chǎn)過程中的物料平衡和能量平衡等都與流量有著密切的關(guān)系。因此通過對(duì)生產(chǎn)過程中各種物料的流量測(cè)量，可以進(jìn)行整個(gè)生產(chǎn)過程的物料和能量衡算，實(shí)時(shí)最優(yōu)控制。

1.1、基本概念

一、基本概念與分類流過管道某截面的流體的速度在截面上各處不可能是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dA速度是均勻的，流過該單元面積上的體積流量為

以上定義的體積流量和質(zhì)量流量又稱瞬時(shí)流量。在某段時(shí)間內(nèi)流體通過的體積總量和質(zhì)量總量稱為累積流量或流體總量。即

用來測(cè)量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。測(cè)量流量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)。

2.層流與紊流

流體在管道中的流動(dòng)形式可分為層流和紊流兩種。層流(laminarflow)是指流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線平行于管軸時(shí)的流動(dòng)。紊流(turbulentflow)是指流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線相對(duì)混亂的流動(dòng)。管內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)存在著兩種狀態(tài)：層流狀態(tài)和紊流狀態(tài)。在不同的流動(dòng)狀態(tài)下，流體有不同的流動(dòng)特性。在層流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓力降成正比；在紊流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓力降的平方根成正比，而且在層流與紊流兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其管內(nèi)的速度分布也大不相同。這些對(duì)于許多采用測(cè)量流速來得到流量的測(cè)量方法是很重要的。在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布。在紊流流動(dòng)狀態(tài)下，管內(nèi)流速同樣是以管中心線軸對(duì)稱的分布，但是其分布呈指數(shù)曲線形式。

3.雷諾數(shù)

雷諾數(shù)是表征流體流動(dòng)時(shí)慣性力與黏性力之比。利用細(xì)管直徑d，可求出雷諾數(shù)Rd，即

1.2、流量測(cè)量儀表的分類

按不同的測(cè)量方法流量儀表可分為容積式流量儀表、速度式（流速式）流量儀表、差壓式流量儀表、質(zhì)量流量儀表四類。測(cè)量流體流量的儀表一般叫流量計(jì)。1.容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)采用機(jī)械測(cè)量元件將流體分割成等容積流體元，然后進(jìn)行逐個(gè)累加，最后形成測(cè)量結(jié)果輸出。這種測(cè)量方法受流動(dòng)狀態(tài)形響較小，因而適用于測(cè)量高粘度、低雷諾數(shù)的流體。但不宜于測(cè)量高溫高壓以及臟污介質(zhì)的流量，其流量測(cè)量上限較小。典型儀表有橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。一、基本概念與分類

2.質(zhì)量式流量計(jì)質(zhì)量式流量計(jì)以測(cè)量流體流過的質(zhì)量為依據(jù)的流量計(jì)。3.速度式流量計(jì)速度式流量計(jì)是以測(cè)量封閉管道內(nèi)或明渠中液體的平均流速求得流體總量的儀表，如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、電磁流量計(jì)等。4.差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是采用伯努力原理來測(cè)量流體總量的流量儀表，利用輸出差壓信號(hào)來表示流量的大小，如孔板流量計(jì)、阿紐巴流量計(jì)、文丘里、均速管流量計(jì)、彎管流量計(jì)、噴嘴等。一、基本概念與分類9限流孔板轉(zhuǎn)子流量計(jì)文丘里管科氏力質(zhì)量流量計(jì)(控制級(jí))內(nèi)藏孔板流量計(jì)渦街流量計(jì)阿紐巴流量計(jì)超聲波流量計(jì)電磁流量計(jì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)(計(jì)量級(jí))科氏力質(zhì)量流量計(jì)(VA阻聚劑)熱質(zhì)量流量計(jì)52臺(tái)8臺(tái)(5臺(tái)遠(yuǎn)傳+3臺(tái)就地)1臺(tái)33臺(tái)9臺(tái)27臺(tái)3臺(tái)6臺(tái)4臺(tái)11臺(tái)13臺(tái)1臺(tái)克羅尼溫州達(dá)安E+H恩德斯豪斯艾默生威力巴弗萊克森科隆艾默生E+HTA一、基本概念與分類1.3、EVA裝置流量測(cè)量儀表使用情況（不含包設(shè)備）

（一）轉(zhuǎn)子流量計(jì)二、測(cè)量原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)又名浮子流量計(jì)或面積流量計(jì)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，對(duì)儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小且恒定，測(cè)量范圍比較寬，工作可靠且線性刻度，可測(cè)氣體、蒸汽和液體的流量，適用性廣。浮子流量計(jì)主要由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐管和一只可以沿著錐管的軸向自由移動(dòng)的浮子組成。當(dāng)被測(cè)流體自錐管下端流入流量計(jì)時(shí)，由于流體的作用，浮子上下端面產(chǎn)生一差壓，該差壓即為浮子的上升力。當(dāng)差壓值大于浸在流體中浮子的重量時(shí)，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(yīng)下降，作用在浮子上的上升力逐漸減小，直至上升力等于浸在流體中的浮子的重量時(shí)，浮子便穩(wěn)定在某一高度上。這時(shí)浮子在錐管中的高度與所通過的流量有對(duì)應(yīng)的關(guān)系。二、測(cè)量原理只要保持流量系數(shù)不變，則流量與轉(zhuǎn)子所處的高度h成線性關(guān)系，測(cè)

得h的大小就可以測(cè)量流量?？梢詫⑦@種對(duì)應(yīng)關(guān)系直接刻度在流量計(jì)的錐管上。顯然，對(duì)于不同的流體，由于密度發(fā)生變化，qv與h之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也將發(fā)生變化，原來的流量刻度將不再適用。所以原則上，轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)該用實(shí)際介質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定。

配有電遠(yuǎn)傳裝置的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，可以將反映流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳送到其他儀表進(jìn)行指示、記錄和控制。2.51為電傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖。當(dāng)流體流量變化時(shí)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼1和2通過帶動(dòng)杠桿3及連桿機(jī)構(gòu)6、7、8使指針10在標(biāo)尺9上就地指示流量。與此同時(shí)，差動(dòng)變壓器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位移，產(chǎn)生差動(dòng)電勢(shì)通過放大和轉(zhuǎn)換后輸出電信號(hào)，通過顯示儀表顯示和

通過控制儀表進(jìn)行調(diào)節(jié)。

金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)克羅尼（科?。┙饘俎D(zhuǎn)子流量計(jì)8臺(tái)(5臺(tái)遠(yuǎn)傳+3臺(tái)就地)選配附加部件可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳功能。1、限位開關(guān)可安裝1-2個(gè)限位開關(guān)，MIN或MAX2、電信號(hào)輸出ESK-2A兩線制輸出與瞬時(shí)流量成正比的4-20mA信號(hào)，支持HART通訊。3、流量累計(jì)器ESK-Z與ESK-2A一起安裝在M9指示器內(nèi)。6位LED可顯示累計(jì)流量值，也可以轉(zhuǎn)換成流量顯示的百分?jǐn)?shù)。安裝要求：常見故障：一、轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量誤差大：1、長期使用及管道震動(dòng)等多因素引起浮子流量計(jì)活動(dòng)部件松動(dòng)，造成誤差較大。解決方法：可先用手推指針的方式來驗(yàn)證。首先將指針按在RP位置，看輸出是否為4mA，流量顯示是否為0%，再依次按照刻度進(jìn)行驗(yàn)證。若發(fā)現(xiàn)不符，可對(duì)部件進(jìn)行位置調(diào)整。一般要求專業(yè)人員調(diào)整，否則會(huì)造成位置丟失，需返回廠家進(jìn)行校正。2、安裝不符合要求：對(duì)于垂直安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)要保持垂直，傾角不大于20度;轉(zhuǎn)子流量計(jì)周圍不得有鐵磁性物體。安裝位置要遠(yuǎn)離閥門變徑口、泵出口、工藝管線轉(zhuǎn)彎口等。直管段的要求等。二、轉(zhuǎn)子流量計(jì)指針抖動(dòng)一般由于介質(zhì)波動(dòng)引起?？刹捎迷黾幼枘岬姆绞絹砜朔?。三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)指針停到某一位置不動(dòng)：主要原因是轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子卡死。（二）、質(zhì)量流量計(jì)

1.熱式質(zhì)量流量計(jì)選型應(yīng)符合：適用于低密度、單組分或固定比例混合、潔凈的氣體測(cè)量；不適用于多相流體及雙向流體的測(cè)量；需要較大的直管段長度；熱式質(zhì)量流量計(jì)的基本原理是利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測(cè)流體加熱，熱能隨流體一起流動(dòng)，通過測(cè)量因流體流動(dòng)而造成的熱量（溫度）變化來反映出流體的質(zhì)量流量。如圖4所示，在管道中安裝一個(gè)加熱器對(duì)流體加熱，并在加熱器前后的對(duì)稱點(diǎn)上檢測(cè)溫度。設(shè)cp為流體的定壓比熱，?T為測(cè)得的兩點(diǎn)溫度差，則根據(jù)傳熱規(guī)律，對(duì)流體的加熱功率P與兩點(diǎn)間溫差的關(guān)系可表示為：由上式可寫出質(zhì)量流量的方程式：

當(dāng)流體成分確定時(shí)，流體的定壓比熱cp為已知常數(shù)。因此由上式可知，若保持加熱功率P恒定，則測(cè)出溫差?T便可求出質(zhì)量流量；若采用恒定溫差法，即保持兩點(diǎn)溫差?T不變，則通過測(cè)量加熱的功率P也可以求出質(zhì)量流量。由于恒定溫差法較為簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)際應(yīng)用較多。這種流量計(jì)多用于較大氣體流量的測(cè)量。為避免測(cè)溫和加熱元件因與被測(cè)流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕，可采用非接觸式測(cè)量方法，即將加熱器和測(cè)溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管內(nèi)部通過。非接觸式測(cè)量方法，適用于小口徑管道的微小流量測(cè)量。當(dāng)用于大流量測(cè)量時(shí)，可采用分流的方法，即僅測(cè)量分流部分流量，再求得總流量，以擴(kuò)大量程范圍。EVA熱式質(zhì)量流量計(jì)1套由TA廠家成套提供FT-12083介質(zhì)：Air測(cè)量范圍：0-0.3kg/h4-20mAwithHART精度：±1%FS帶LCD位于TA注入板FT與FV之間的距離最大為2M常見故障及處理方法：1、故障：流量計(jì)工作不穩(wěn)定；處理方法：保證流量計(jì)前壓力穩(wěn)定，投運(yùn)方法正確，突然的流量涌動(dòng)會(huì)造成器件損壞，慢開且流量要穩(wěn)。2、故障：流量計(jì)堵塞；處理方法：流量計(jì)前的過濾器及流量計(jì)需要定期清理，保證鋼瓶流通空氣潔凈。3、故障：流量計(jì)測(cè)量值大幅波動(dòng)；處理方法：保證流量計(jì)周圍溫度恒定，不能有大的波動(dòng)。投用前檢查：日常維護(hù)檢查：2.科里奧利質(zhì)量流量計(jì)選型原則：宜用于液體、高密度氣體、漿料及多相流體的貿(mào)易計(jì)量或高精度計(jì)量，可同時(shí)輸出質(zhì)量流量、密度及溫度值；可測(cè)雙向流體和微小流量；可選用計(jì)量級(jí)和控制級(jí)；在測(cè)量易結(jié)晶、冷凝、凝固的流體時(shí)，宜選用帶蒸汽夾套伴熱的科里奧利流量計(jì)；最大壓損應(yīng)符合工藝允許最大壓降；一般不需要溫壓及密度補(bǔ)償，也不需要直管段?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)（簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)）是一種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來直接測(cè)量質(zhì)量流量的儀表?？剖狭α髁坑?jì)結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成。主要敏感元件是振動(dòng)管。

科氏力流量計(jì)能直接測(cè)得氣體、液體和漿液的質(zhì)量流量，也可以用于多相流測(cè)量，且不受被測(cè)介質(zhì)物理參數(shù)的影響。測(cè)量精度較高，量程比可達(dá)l00：1?？评飱W利流量計(jì)基于運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理運(yùn)作。當(dāng)過程流體進(jìn)入傳感器時(shí)，流體將分離。在測(cè)量過程中，驅(qū)動(dòng)線圈會(huì)激勵(lì)管道以其固有共振頻率相向振動(dòng)。管道振動(dòng)時(shí)，每個(gè)傳感器上產(chǎn)生的電壓會(huì)形成一個(gè)正弦波。這可表示一個(gè)管相對(duì)于另一個(gè)管的運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)正弦波之間的時(shí)間滯后稱為Delta-T，該數(shù)值與質(zhì)量流量成正比。部分科里奧利流量計(jì)適用的常見應(yīng)用包括：?低至高流量應(yīng)用?貿(mào)易交接計(jì)量?具有挑戰(zhàn)性的液體、氣體和漿液應(yīng)用

圖九為科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的外觀圖。

圖九科里奧利質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①直接測(cè)量真正質(zhì)量流量，測(cè)量準(zhǔn)確度高。②可測(cè)量液體范圍廣，包括高粘度的各種液體，含有固形物的漿液，含有少量均勻分布?xì)怏w的液體，有足夠密度的氣體(壓力較高的氣體)。③測(cè)量管的振幅小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無阻礙件或活動(dòng)件。④對(duì)迎流流速分布不敏感，因而無上下流直管段要求。⑤測(cè)量值對(duì)流體粘度不敏感，流體密度對(duì)流量值的影響極微。⑥可作多參數(shù)測(cè)量，如同期測(cè)量密度。缺點(diǎn)①大部分型號(hào)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)，如低壓氣體，液體中含氣量超過某一界限會(huì)顯著影響測(cè)量值。②對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)的科里奧利質(zhì)量流量傳感器安裝要求較高。③壓力損失較大，與容積式儀表相當(dāng)，有些型號(hào)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)甚至比容積式儀表大100%。④大部分型號(hào)的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的重量和體積較大。EVA裝置質(zhì)量流量計(jì)：（艾默生）計(jì)量級(jí)11臺(tái)、（E+H）控制級(jí)33臺(tái)、（E+H）VA阻聚劑13臺(tái)艾默生對(duì)于一體式質(zhì)量流量計(jì)，傳感器/變送器

連接已經(jīng)內(nèi)部連接，故僅需要2組電纜，

即電源與信號(hào)輸出電纜

顯示器由一個(gè)液晶顯示器（可背光），用以顯示過程變量；一個(gè)流量計(jì)工作

狀態(tài)LED指示燈，用以指示流量計(jì)的工作狀態(tài)；兩個(gè)光敏按鍵<Scroll>和<Select>以及一個(gè)用于按鍵響應(yīng)指示的LED燈，通過這兩個(gè)光敏按鍵可以完成基本的儀表組態(tài)及獲取報(bào)警。F系列傳感器和一體安裝的2700變送器

安裝要求

1、與管道同一軸線，且無應(yīng)力地裝在管道系統(tǒng)，密封墊片不應(yīng)突入管內(nèi)，并避免與毗鄰管道和安裝構(gòu)架發(fā)生共振；

2、應(yīng)做支撐，不能用傳感器來支撐管道；

3、應(yīng)盡量設(shè)置旁路；要保證被測(cè)介質(zhì)能夠完全充滿傳感器。

4、傳感器應(yīng)安裝在閥的上游；

5、安裝地點(diǎn)不能有大的磁場(chǎng)干擾源；

6、安裝方向問題、直管段問題；（沒有直管段要求）

7、為了防止受潮，各接線盒完全密封；

8、為了避免可能電子干擾，傳感器電纜、電源、輸出電纜必須分開。

傳感器推薦安裝方向

常見故障E+H質(zhì)量流量計(jì)視頻原理：電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向按“右手規(guī)則”。電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成。測(cè)量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器。激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供。（三）速度式流量計(jì)1.電磁流量計(jì)管道由不導(dǎo)磁材料制成，當(dāng)導(dǎo)電的液體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線，因而在磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如安裝一對(duì)電極，則電極間產(chǎn)生和流速成比例的電位差。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為

特點(diǎn)：1、由于電磁流量計(jì)的測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)無可動(dòng)部件或突出于管道內(nèi)部的部件，因而壓力損失極小，傳感器壽命極長。

2、流量計(jì)的輸出電流與體積流量成線性關(guān)系，且不受液體溫度、壓力、密度、黏度等參數(shù)的影響，因此測(cè)量精度高。3、雙向測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)正向流量、反向流量。4、此流量計(jì)無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏，而且線性較好，可以直接進(jìn)行等分刻度。5、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)液體接觸，只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損。因此電磁流量計(jì)可以測(cè)量各種腐蝕性介質(zhì)：酸、堿、鹽溶液以及帶有懸浮顆粒的漿液。

為了進(jìn)一步提高電磁流量計(jì)測(cè)量精度，在安裝時(shí)應(yīng)注意：

(1)它可以水平安裝，也可以垂直安裝，但要求液體充滿管道；

(2)電磁流量計(jì)對(duì)直管段要求不高，前直管段長度10D，后直管段長度5D以上；

(3)安裝地點(diǎn)應(yīng)避免強(qiáng)烈振動(dòng)，并遠(yuǎn)離磁場(chǎng)；如果振動(dòng)劇烈注意支撐管道和傳感器。

(4)變送器前后管道有時(shí)帶有較大的雜散電流，一般要把變送器前后1m～1.5m處和變送器外殼連接在一起，共同接地。

6、電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電液體，因此對(duì)于氣體、蒸汽以及含大量氣泡的液體，或者電導(dǎo)率很低的液體不能測(cè)量。由于測(cè)量管內(nèi)襯材料一般不宜在高溫下工作，所以目前一般的電磁流量計(jì)還不能用于測(cè)量高溫介質(zhì)。7、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)的空間中形成的，是管道載面上的平均值，因此傳感器所需的直管段較短，長度為5倍的管道直徑。EVA共四臺(tái)管道式電磁流量計(jì)（科?。y(cè)量介質(zhì)均為：water管道尺寸均為：4”精度要求：±0.5%F.S.4-20mA+HART(四線制)

傳感器本體材質(zhì)：CS內(nèi)襯材質(zhì)：PTFE聚四氟乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)換器傳感器

安裝注意事項(xiàng)：管道法蘭面的最大允許偏差：Lmax-Lmin≤0.5mm/0.02"

T型管連接：T型管后間距≥10DN

避免振動(dòng)避免磁場(chǎng)彎管中安裝

彎管中安裝在開放式排放管前面安裝

向下管道

當(dāng)向下管道長度超過5m時(shí)在傳感器后安裝一個(gè)虹吸管或一個(gè)放氣閥以避免低壓而可能造成的對(duì)測(cè)量管襯里的破壞保證滿管減少含氣量

a=排氣閥b=虹吸管

442.渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)的工作原理在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，旋渦列旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。兩側(cè)漩渦分離的頻率與流速成正比。根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式：式中：

m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比；D為表體通徑；

d為旋渦發(fā)生體迎面寬度；

f為旋渦的發(fā)生頻率；

U1為旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速；

Sr為斯特勞哈爾數(shù)；

U為被測(cè)介質(zhì)流的平均速度。管道內(nèi)體積流量qv為：當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，渦街流量計(jì)的流量計(jì)算式為：式中：

qvn、qV分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20℃，101.325kPa)和工況下的體積流量；

Pn、P分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的絕對(duì)壓力；

Tn、T分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度；

Zn、Z分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。渦街流量計(jì)的組成渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測(cè)元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通信及其他功能模塊裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。渦街流量計(jì)具有以下一些特點(diǎn)①輸出為脈沖頻率，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際體積流量成正比，不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響;②測(cè)量范圍寬，一般范圍度可達(dá)10：1以上;③準(zhǔn)確度為中上水平;④無可動(dòng)部件，可靠性高;⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，安裝方便，維護(hù)費(fèi)較低;⑥應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸汽。EVA裝置渦街流量計(jì)26臺(tái)（艾默生）8800D系列安裝注意事項(xiàng)：

渦街流量計(jì)可安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在地井里，為防止被水淹沒，應(yīng)選用潛水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，但測(cè)量液體和氣體時(shí)為防止氣泡和液滴的干擾，要注意安裝位置。渦街流量計(jì)必須保證上、下游直管段有必要的長度。

在上圖中，a為一個(gè)90°彎頭，b為同心擴(kuò)管，c為同心收縮全開閥門，d為不同平面兩個(gè)90°彎頭，e為調(diào)節(jié)閥半開閥門，f為同一平面兩個(gè)90°彎頭。渦街流量計(jì)安裝時(shí)，上游直管段的最小長度應(yīng)為十倍管徑(D)，下游直管段的最小長度應(yīng)為五倍管徑(D)。

傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、機(jī)械振動(dòng)、空間小和維修不方便的場(chǎng)合。專用法蘭與直管段焊接時(shí)不能帶著傳感器焊接。安裝時(shí)應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向一致。傳感器安裝前，法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測(cè)量點(diǎn)的位置，取壓點(diǎn)在傳感器下游3～5DN處，測(cè)溫點(diǎn)在下游5～8DN處。測(cè)量高溫介質(zhì)時(shí)，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。連接傳感器的屏蔽電纜走向，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾場(chǎng)合。絕對(duì)不允許與高壓電纜一起敷設(shè)，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，最大長度不應(yīng)超過200米。安裝傳感器前，管道必須進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì)，避免通流后堵塞傳感器。測(cè)量液體的管道必須充滿被測(cè)液體，防止氣泡的干擾。

3.超聲波流量計(jì)超聲波流量測(cè)量的方法有很多，這里主要介紹傳播速度差法的基本原理與流量方程。傳播速度差法的基本原理是通過測(cè)量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過程中的速度之差來得到被測(cè)流體的流速。在測(cè)量管道中，裝兩個(gè)超聲波發(fā)射換能器F1和F2以及兩個(gè)接收換能器J1和J2，F(xiàn)1J1和F2J2與管道軸線夾角為α，管道直徑為D，流體

由左向右流動(dòng)，速度為v，此時(shí)由F

1到J1超聲波傳播速度為

則流體的流速為

超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子線路和測(cè)量顯示儀表組成。電子線路包括發(fā)射電路、接受電路和控制測(cè)量電路，顯示系統(tǒng)可顯示瞬時(shí)流量和累積流量。在測(cè)量時(shí)，超聲波換能器置于管道外，不與流體直接接觸，不破壞流體的流場(chǎng)，沒用壓力損失，可用于測(cè)量腐蝕性、高黏度液體和非導(dǎo)電液體得流量，尤其是測(cè)量大口經(jīng)管道得水流量或各種水渠、河流、海水的流速和流量，在醫(yī)學(xué)上還用于測(cè)量血液流量等。EVA6臺(tái)均為外夾式時(shí)差法的超聲波流量計(jì)（弗萊克森）

安裝注意事項(xiàng)：1、在測(cè)量新管道時(shí)，當(dāng)遇到有油漆或渡鋅管道的時(shí)候，可以用粗紗先處理管道表面，然后再用細(xì)紗繼續(xù)處理，這樣保證超聲波流量計(jì)的流量傳感器安裝點(diǎn)光滑、平整，超聲波流量計(jì)的流量探頭可以良好的與所測(cè)量管道外壁接觸。?2、當(dāng)管道是豎直向上的走向時(shí)，如果管道內(nèi)的流體是自下向上流的，可以測(cè)量，如果液體是自上而下的流，這個(gè)管道是不適合做流量數(shù)據(jù)采集的。?

3、除去安裝段內(nèi)保溫層和保護(hù)層，并把換能器按裝處的壁面打磨干凈。避免局部凹陷，凸出物修平，漆銹層磨凈。?

4、超聲波流量計(jì)的傳感器安裝處和管壁反射處必須避開接口和焊縫。?5、對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的管道?，可用手錘震擊管壁，以震掉壁上的銹層，保證聲波正常傳播。但必須注意防止擊出凹坑。?6、傳感器工作面與管壁之間保持有足夠的耦合劑，不能有空氣和固體顆粒，以保證耦合良好。

常見故障及處理方法：1、讀數(shù)不穩(wěn)定變化劇烈原因分析：安裝超聲波流量傳感器的管道振動(dòng)大或存在改變流態(tài)裝置(如流量計(jì)安裝在調(diào)節(jié)閥、泵、縮流孔的下流)。解決方法：將流量傳感器改裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源的地方或移至改變流態(tài)裝置的上游。2、讀數(shù)不準(zhǔn)確，誤差大原因分析：（1）超聲波流量計(jì)傳感器裝在水平管道的頂部和底部的沉淀物干擾超聲波信號(hào)。解決方法：將傳感器裝在管道兩側(cè)。（2）超聲波流量計(jì)傳感器裝在水流向下的管道上，管內(nèi)未充滿流體。解決方法：將傳感器裝在充滿流體的管段上。3、流速偏低或沒有流速（1）由于管道外的油漆、鐵銹未清除干凈。解決方法：重新清除管道，安裝傳感器。

（2）管道面凹凸不平或超聲波流量計(jì)安裝在焊接縫處。解決方法：將管道磨平或遠(yuǎn)離焊縫處。（四）差壓式流量儀表1.孔板流量計(jì)

1.1結(jié)構(gòu)組成

節(jié)流裝置組成1)節(jié)流件：標(biāo)準(zhǔn)孔板；2)取壓裝置：環(huán)室、取壓法蘭、夾持環(huán)、導(dǎo)壓管等；3)連接法蘭(國家標(biāo)準(zhǔn)、各種標(biāo)準(zhǔn)及其它設(shè)計(jì)部門的法蘭)、緊固件。4)測(cè)量管。

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。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)求得流量。其基本公式如下：1.2工作原理α—流量系數(shù)，它與節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、取壓方式、孔口截面積與管道截面積之比m、雷諾數(shù)Re、孔口邊緣銳度、管壁粗糙度等因素有關(guān)；ε—膨脹校正系數(shù)，它與孔板前后壓力的相對(duì)變化量、介質(zhì)的等熵指數(shù)、孔口截面積與管道截面積之比等因素有關(guān)。應(yīng)用時(shí)可查閱有關(guān)手冊(cè)而得。但對(duì)不可壓縮的液體來說，常取ε=1；F0—節(jié)流裝置的開孔截面積；ΔΡ—節(jié)流裝置前后實(shí)際測(cè)得的壓力差；ρ—節(jié)流裝置前的流體密度。流量與差壓的平方根成正比

流量孔板2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（EVA裝置52臺(tái)限流孔板、1臺(tái)文丘里）儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：a:孔板b:噴嘴c:文丘里管

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方法為兩種，即角接取壓法和法蘭取壓法。標(biāo)準(zhǔn)孔板兩種方法均可采用。

（1）角接取壓法，就是在孔板前后兩端面與管壁的夾角處取壓。角接取壓法可以通過環(huán)室或單獨(dú)鉆孔結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。環(huán)室主要考慮精度，有穩(wěn)壓效果。

環(huán)室結(jié)構(gòu)單獨(dú)鉆孔結(jié)構(gòu)1—管道法蘭；2—環(huán)室；3—孔板；4—夾緊環(huán)

（2）法蘭取壓用于口徑大時(shí)使用，就是在孔板上下游側(cè)取壓中心至孔板前后端面的間距均為25.4±0.8mm或叫做“1英寸法蘭取壓法”。

孔板最大的缺點(diǎn)是流體經(jīng)過孔板后壓力損失大，當(dāng)工藝管道上不允許有較大的壓力損失時(shí)，便不宜采用。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置僅適用于測(cè)量管道直徑大于50㎜，雷諾數(shù)在104～105以上的流體，而且流體應(yīng)清潔，充滿全部管道，不發(fā)生相變。此外，為保證流體在節(jié)流裝置前后為穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，在節(jié)流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管段。3.孔板流量計(jì)的測(cè)量誤差①被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)；②節(jié)流裝置安裝不正確在安裝節(jié)流裝置時(shí)，特別要注意節(jié)流裝置的安裝方向。一般地說，節(jié)流裝置露出部分所標(biāo)注的“＋”號(hào)一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是液體的入口方向。當(dāng)用孔板作為節(jié)流裝置時(shí)，應(yīng)使液體從孔板90°銳口的一側(cè)流入；③孔板入口邊緣的磨損；④導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象；

⑤差壓計(jì)安裝或使用不正確?！鰷y(cè)量液體流量時(shí)的連接圖導(dǎo)壓管不能垂直安裝時(shí)要有一定的傾角取壓點(diǎn)水平且節(jié)流裝置在下，須裝貯氣罐1—節(jié)流裝置2—引壓導(dǎo)管3—放空閥4—平衡閥5—差壓變送器6—貯氣罐7—切斷閥■測(cè)量氣體時(shí)的連接方法差壓計(jì)必須安裝在節(jié)流裝置之下時(shí)，須加