1,3-4 流量測量儀表,流量檢測方法,2,概述,1,2,流量檢測 在生產過程中，為了有效地進行操作、控制和監(jiān)督，需要檢測各種流體的流量。 物料總量的計量也是經濟核算和能源管理的重要依據(jù)。 流量檢測儀表是發(fā)展生產，節(jié)約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具，是工業(yè)自動化儀表與裝置中的重要儀表之一。,一、概述,3,一、概述,體積流量qv ：指單位時間內流過管道某一截面流體的體積數(shù)。其常用單位為m3/h。 質量流量qm：指單位時間內流過管道某一截面流體的質量數(shù)。其常用單位為kg/h 。 體積流量與質量流量之間的關系為：,在工程應用中，流量通常指單位時間內通過管道某一截面的流體數(shù)量，稱為瞬時流量。 瞬時流量用體積流量和質量流量來表示。,除了瞬時流量外，有時候還要求知道在一定的時間內通過管道某一截面的流體數(shù)量，稱為累計總量。 累積總量與瞬時流量的關系是：,4,流量計的分類 體積流量計 容積式流量計 差壓式流量計 速度式流量計 質量流量計 推導式質量流量計 直接式質量流量計,一、概述,5,二、流量檢測方法（1）,2.1、差壓式流量計 在流量測量中，差壓式流量計是應用最廣泛的一種流量儀表。,差壓式流量計通常由節(jié)流裝置1、引壓管2 、差壓計4（或差壓變送器）和三閥組3及顯示儀表組成 。,6,2.1、差壓式流量計 （1）節(jié)流裝置 節(jié)流裝置指安裝在管道中的一個局部節(jié)流元件以及相配套的取壓裝置。 測量原理 流體流經節(jié)流裝置時，由于節(jié)流作用而產生流束收縮，發(fā)生能量的轉換，在節(jié)流裝置的前后產生靜壓力差。這個壓差與流體的流量有關，而且流量越大，壓差也越大。,7,以孔板節(jié)流裝置為例說明：,孔板前后流體的壓力分布情況 孔板前后流體的速度分布情況,8,根據(jù)能量守恒定律，對于不可壓縮的理想流體，在管道任一截面處的流體的動能和靜壓能之和是恒定的。并且在一定條件下互相轉化。 當表征流體動能的速度在節(jié)流裝置的前后發(fā)生變化時，表征流體靜壓能的靜壓力也將隨之發(fā)生變化。這樣在節(jié)流裝置前后就會產生靜壓差。 測量原理: 流量越大，節(jié)流裝置前后產生的靜壓差越大。,9,（2）流量公式 根據(jù)伯努利方程式和流體的連續(xù)性方程可以推導出節(jié)流裝置前后靜壓差與流量的定量關系式為,10,（3）標準節(jié)流裝置 標準節(jié)流裝置由節(jié)流元件、取壓裝置以及直管段等所組成。 標準節(jié)流裝置對流體種類，流動條件，管道條件、安裝條件、流動參數(shù)等均有規(guī)定要求，若設計制造、安裝使用符合規(guī)定標準，則可不必通過實驗標定。 節(jié)流元件的形式很多，有孔板、噴嘴、文丘里管、偏心孔板、圓缺孔板、道爾管、環(huán)形管等。目前，國際上規(guī)定的標準節(jié)流裝置有標準孔板、噴嘴和文丘里管。,11,（4）差壓計 由節(jié)流裝置測得的差壓信號，經過差壓計轉換成所需要的流量信號。 差壓計根據(jù)需要可配有指示，記錄及流量積算等機構以實現(xiàn)流量的顯示。,12,（5）差壓式流量計的安裝,取壓孔位于管道的下半部，導壓管垂直向下，以便氣泡向上排出。,13,取壓孔位于管道的上半部，加裝了冷凝器。,14,取壓孔位于管道的上半部，導壓管方向朝上。,15,（6）差壓式流量計的投運 差壓式流量計在現(xiàn)場安裝完畢并經核查和校驗合格后，方可投入運行。 開表前，首先必須使導壓管內充滿相應的介質，將積存在導壓管中的空氣排除干凈。 然后，按照具體步驟操作三閥組，將差壓計投入運行。,16,三閥組： 安裝三閥組的目的是為了在開停表時，防止差壓計單向受壓，使儀表產生附加誤差，甚至損壞。 開表操作步驟： 1，先開平衡閥，使正負壓室連通 2，依次打開切斷閥 1 和閥2，使差壓計的正負壓室承受同樣的壓力 3，最后再漸漸地關閉平衡閥。 停表操作步驟： 當差壓計需要停用時，應先打開平衡閥 ，然后再關閉切斷閥 1 和 2 。,平衡閥,切斷閥,17,2.2、容積式流量計 容積式流量計，又稱定排量流量計。 1、 橢圓齒輪式流量計工作原理,二、流量檢測方法（2）,18,Q = N4V 式中 Q 某段時間內流過流體的體積流量； N 某段時間內齒輪轉數(shù)； V 由齒輪及殼壁所構成的新月形容積。,橢圓齒輪的轉動通過磁性密封聯(lián)軸器及傳動減速機構傳遞給計數(shù)器直接指示被測流體總量。 附加發(fā)送裝置，配以電顯示儀表可實現(xiàn)遠傳指示瞬時流量或總量。,原理：利用機械部件使被測流體連續(xù)充滿具有一定容積的空間，然后再不斷將其從出口排放，根據(jù)排放次數(shù)及容積來測量流體體積總量的流量計。,19,2橢圓齒輪流量計特點 適于測量液體介質，尤其適于測量高粘度液體。 容積式流量計測量精度較高。 避免被測介質含有臟污物或顆粒狀，以防止早期磨損或損壞儀表，或加裝過濾器，以保證測量的準確性。,20,1工作原理 浮子流量計是由一根自下向上擴大的垂直錐管和一個可以上下自由浮動的浮子所組成。如圖 3-30 所示。 工作原理: 浮子的位移量與流量有著對應關系。,2.3、浮子(轉子)流量計,二、流量檢測方法（3）,21,玻璃管、金屬管轉子流量計,22,2 使用特點 浮子流量計結構簡單，工作可靠，壓力損失小?？蛇B續(xù)測量氣體、液體的體積流量，尤其適用于小流量的測量場合。 浮子流量計須垂直安裝，使流體自下而上流動。 需要指出的是：浮子流量計出廠時其刻度是按標準狀態(tài)下的水或空氣標定的，若實際使用中的測量介質或條件不符合出廠標準條件，需考慮測量介質密度、溫度變化產生的影響，對儀表刻度指示值重新標定。,23,2.4、電磁流量計 1工作原理 電磁流量計是基于電磁感應定律原理工作的流量測量儀表。 當具有一定導電率的液體在垂直于磁場的測量管內流動時，液體中會產生電動勢。,二、流量檢測方法（4）,24,電磁流量計由測量管，左右相對安裝的電極，上下安裝的磁極 N 和 S 所組成，三者互相垂直。,25,感應電勢由兩電極引出，其電勢的數(shù)值與流量大小，磁場強度，管徑等有關。 感應電勢公式： E = KBDv 式中 E 感應電動勢， V ; K 系數(shù)； B 磁感應強度， T ; D 測量管內徑， m ; v 平均流速， m / s 。,26,體積流量 qv 與流速v的關系為:,當 B 恒定，管內徑D恒定， K 由校驗確定后，被測流量完全與電勢成正比。,感應電勢公式： E = KBDv,27,2使用特點 電磁流量計不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響，測量管內無阻礙流動部件，不易阻塞，無壓力損失，直管段要求較低，測量范圍度大，用于測量具有一定電導率的液體。 適用范圍：測量泥漿、礦槳、紙漿等含有固體顆粒的液體，并能測量具有腐蝕性的酸、堿、鹽等溶液。,28,2.5、 渦街流量計 1檢測原理 渦街流量計是利用流體振蕩的原理進行流量測量。 當流體流過非流線型阻擋體時會產生穩(wěn)定的旋渦列，旋渦的產生頻率與流體流速有著確定的對應關系，測量出頻率的變化，就可以得知流體的流量。,二、流量檢測方法（5）,29,圖3-29 卡門渦街形成原理,在流體中垂直于流動方向放置一個非流線型的物體，在它的下游兩側就會交替出現(xiàn)旋渦，兩側旋渦的旋轉方向相反，并輪流地從柱體上分離出來。 這兩排平行但不對稱的旋渦列稱為卡門渦列或渦街。,30,圖3-29 卡門渦街形成原理,由于渦列之間的相互作用，旋渦的渦列一般是不穩(wěn)定的。實驗表明，只有當兩列旋渦的間距h與同列中相鄰旋渦的間距L滿足條件h/L=0.281時，這兩個旋渦列才是穩(wěn)定的。,31,式中，St是一個無因次數(shù)；d為旋渦發(fā)生體的特征尺寸； v為旋渦發(fā)生體處的流速。,穩(wěn)定的旋渦產生頻率f與旋渦發(fā)生處的流速有確定的關系。,32,2渦街流量計的特點 渦街流量計適用于氣體、液體和蒸汽介質的流量測量。 渦街流量計在儀表內部無可動部件，使用壽命長；輸出為頻率信號，測量精度也比較高，大約為0.5%1.0%；它是一種正在得到廣泛應用的流量儀表。 渦街流量計可水平安裝，也可垂宜安裝。在垂