《流量检测仪表20100422》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流量检测仪表20100422（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 流量测量 概述 流量测量基础 流量单位时间内流过管道某一横截面的流体数量 流体数量以体积表示的称为体积流量 Q， 常用单位 M3 / H，L / H 流体数量以质量表示的称为质量流量 M; 常用单位 T / H，Kg / H，Kg / S 体积流量Q与质量流量M的关系： M = Q （式中 为流体密度） 流量测量的方法很多，其测量原理和所采用的仪表结构形式各流量测量的方法很多，其测量原理和所采用的仪表结构形式各 不相同，分类方法也不尽相同。按流量测量原理分类如下不相同，分类方法也不尽相同。按流量测量原理分类如下： 2 流量测量仪表的分类流量测量仪表的分类 速度式流量计。主要是以测量流体在管道
2、内的流动速度作为 测量依据，根据qv=VA(qv体积流量; A流体通过的有效截面积； V截面A上的平均流速 )原理测量流量。例如差压式流量计、转 子流量计、靶式流量计、电磁流量计、涡轮流量计等均属此 类。 容积式流量计。主要以流体在流量计内连续通过的标准体积 V0的数目N作为测量依据，根据V=NV0进行累积流量的测量 ，如椭圆齿轮流量计、腰轮(罗茨)流量计、刮板流量计等。 质量式流量计。直接以测量流体的质量流量qm为测量依据的 流量仪表。它具有测量精度不受流体的温度、压力、黏度等 变化影响的优点，如热式质量流量计、补偿式质量流量计、 振动式质量流量计等。 差压式流量计差压式流量计 3 差压式流
3、量计也叫节流式流量计，是利用测量流体流经节流装 置所产生的静压差来显示流量大小的一种流量计。差压式流 量计是目前工业生产中检测气体、蒸汽、液体流量最常用的 一种检测仪表。因为其检测方法简单，没有可动部件，工作 可靠，适应性强，可不经实流标定就能保证一定精度等优点 ，被广泛应用于生产过程中。 压差式流量计使用历史长久，已经积累了丰富的实践经验和完压差式流量计使用历史长久，已经积累了丰富的实践经验和完 整的实验资料。国内外已将孔板、喷嘴、文丘里管等最常用整的实验资料。国内外已将孔板、喷嘴、文丘里管等最常用 的节流装置进行了标准化。的节流装置进行了标准化。 节流式差压流量计的组成：节流装置、引压管路
4、 、差压 变送器（或差压计） 以下为差压是流量计的组成图 节流装置是使流体产生收缩节流的节流元件和压力引出的节流装置是使流体产生收缩节流的节流元件和压力引出的 取压装置的总称，用于将流体的流量转化为压力差。节流取压装置的总称，用于将流体的流量转化为压力差。节流 元件的形式很多，如孔板、喷嘴、文丘里管等，但以孔板元件的形式很多，如孔板、喷嘴、文丘里管等，但以孔板 的应用最为广泛。的应用最为广泛。 导压管是连接节流装置与差压计的管线，是传输差压信号导压管是连接节流装置与差压计的管线，是传输差压信号 的通道。通常，导压管上安装有平衡阀组及其他附属器件的通道。通常，导压管上安装有平衡阀组及其他附属器件
5、 。 差压计用来测量差压信号，并把此压差转换成流量指示差压计用来测量差压信号，并把此压差转换成流量指示 记录下来。可以采用各种形式的差压计、差压变送器和流记录下来。可以采用各种形式的差压计、差压变送器和流 量显示计算仪等。量显示计算仪等。 节流装置的流量测量原理节流装置的流量测量原理 工作原理：充满管道的流体流经管道内的节流件时，流束 将在节流件处形成局部收缩。此时流速增大，静压降低， 在节流件前后产生差压。流量越大，差压越大，因此可依 据差压来衡量流量的大小。 流量Q 的大小与差压 P 的平方根成正比 标准节流装置标准节流装置 节流装置包括节流元件、取压装置。标准节流装置是指国节流装置包括节
6、流元件、取压装置。标准节流装置是指国 际（国家）标准化的节流装置。际（国家）标准化的节流装置。 我们通常称我们通常称ISO 5167(GB/T 2624.93)ISO 5167(GB/T 2624.93)中所列节流装置为标中所列节流装置为标 准节流装置，其他节流装置称为非标准节流装置。准节流装置，其他节流装置称为非标准节流装置。 ISO 5167(GB/T 2624.93)ISO 5167(GB/T 2624.93)规定：标准节流装置中的节流元规定：标准节流装置中的节流元 件为孔板、喷嘴和文丘里管；取压方式为角接取压法、法件为孔板、喷嘴和文丘里管；取压方式为角接取压法、法 兰取压法、径距取压法
7、；适用条件为流体必须充满圆管和兰取压法、径距取压法；适用条件为流体必须充满圆管和 节流装置，流体通过测量段的流动必须保持亚声速的、稳节流装置，流体通过测量段的流动必须保持亚声速的、稳 定的或仅随时间缓慢变化的，流体必须是单相流体或可以定的或仅随时间缓慢变化的，流体必须是单相流体或可以 认为是单相流体；工艺管道公称直径在认为是单相流体；工艺管道公称直径在505010001000之间之间 。 可认为是单相的流体包括：混合气体、溶液、胶体、（其可认为是单相的流体包括：混合气体、溶液、胶体、（其 分散粒子应小于分散粒子应小于0.10.1微米）；在气体流中分散固体散粒和微米）；在气体流中分散固体散粒和
8、液流应均匀分布，且不超过液流应均匀分布，且不超过2%2%（质量成分），在液流中（质量成分），在液流中 的均匀分散的气泡应不超过的均匀分散的气泡应不超过5%5%（体积成分）。计算时后（体积成分）。计算时后 二种流体的密度按平均密度计算。二种流体的密度按平均密度计算。 7 标准孔板标准孔板 l标准孔板是一块具有圆形开孔并与管道同心的圆形平板 ，如下页图所示。逆流方向的一侧是一个具有锐利直角入 口边缘的圆柱部分，顺着流向的是一段扩大的圆锥体。用 于不同管径的标准孔板，其结构形式基本上是几何相似的 。孔板对流体造成的压力损失较大，而且一般只适用于洁 净流体介质的测量。 l标准规定，孔板上游端面A上任意
9、两点的连线与垂直于轴 线的平面之间的斜度应小于0.5%，下游平面B平行于上游 平面。必须在节流装置明显部位没有流向标志，在安装后 也应看到该标志，以保证孔板相对于流动方向安装正确。 孔板的开孔直径是重要的尺寸，应通过实测得到，其值为 圆周上等角距测量4个直径的平均值，且单一测量值与平 均值之差小于0.05%。孔板的厚度E，节流孔厚度e按要 求加工制做。 标准孔板结构图标准孔板结构图 8 标准喷嘴标准喷嘴 有有ISAl932ISAl932喷嘴和长径喷嘴两种形式，图示下页所示喷嘴和长径喷嘴两种形式，图示下页所示 ，是一个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称，是一个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对
10、称 体，由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分及与之相体，由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分及与之相 接的圆筒形喉部所组成。标准喷嘴可用多种材质制接的圆筒形喉部所组成。标准喷嘴可用多种材质制 造，可用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体和带造，可用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体和带 有杂质的液体介质流量。标准喷嘴的测量精度较孔有杂质的液体介质流量。标准喷嘴的测量精度较孔 板要高，加工难度大，价格高，压力损失略小于孔板要高，加工难度大，价格高，压力损失略小于孔 板，要求工艺管径板，要求工艺管径D D不超过不超过500mm500mm。 标准喷嘴结构图 标准文丘里管标准文丘里管 由入口圆筒段、圆锥收缩段、圆筒
11、形喉部、圆锥扩散段组由入口圆筒段、圆锥收缩段、圆筒形喉部、圆锥扩散段组 成，如图下图所示。压力损失较孔板和喷嘴都小得多，可成，如图下图所示。压力损失较孔板和喷嘴都小得多，可 测量有悬浮固体颗粒的液体，较适用于大流量气体流量的测量有悬浮固体颗粒的液体，较适用于大流量气体流量的 测量但制造困难，价格昂贵，不适用于测量但制造困难，价格昂贵，不适用于200mm200mm以下管以下管 径的流量测量，工业应用较少。径的流量测量，工业应用较少。 由下图可知，取压位置不同，即使是使用同一节流元件、在同由下图可知，取压位置不同，即使是使用同一节流元件、在同 一流量下所得到的差压大小也是不同的，故流量与差压之间一
12、流量下所得到的差压大小也是不同的，故流量与差压之间 的关系也将随之变化。标准节流装置规定的取压方式有角接的关系也将随之变化。标准节流装置规定的取压方式有角接 取压、法兰取压、径距取压三种取压、法兰取压、径距取压三种 12 取压装置取压装置 流体流经孔板时的 压力和速度变化图 角接取压是最常用的一种取压方式，取压点分别位于节流元角接取压是最常用的一种取压方式，取压点分别位于节流元 件前后端面处，适用于孔板和喷嘴两种节流装置。它又分为件前后端面处，适用于孔板和喷嘴两种节流装置。它又分为 环室取压和单独钻孔取压两种方法环室取压和单独钻孔取压两种方法。 环室取压是在孔板两侧的取压环的环状槽环室取压是在
13、孔板两侧的取压环的环状槽( (环室环室) )取出，紧贴取出，紧贴 节流元件两侧端面有一道环形缝隙，流体产生的静压经缝隙节流元件两侧端面有一道环形缝隙，流体产生的静压经缝隙 进入环室，起到一个均衡管内各个方向静压的作用，然后从进入环室，起到一个均衡管内各个方向静压的作用，然后从 引压孔取压力进行测量，如图下页图上半部分所示。这种方引压孔取压力进行测量，如图下页图上半部分所示。这种方 法取压均匀，测量误差小，对直管段长度要求较短，但加工法取压均匀，测量误差小，对直管段长度要求较短，但加工 和安装复杂，一般用于和安装复杂，一般用于400400以下管径的流量测量。以下管径的流量测量。 13 角接取压角
14、接取压 环室取压 单独钻孔取压是在紧靠节流元件两侧的两个夹紧环单独钻孔取压是在紧靠节流元件两侧的两个夹紧环( (或法或法 兰兰) )上钻孔，直接取出压力进行测量。如上图下半部分所示上钻孔，直接取出压力进行测量。如上图下半部分所示 ，取压孔轴线应尽可能与管道轴线垂直，与节流元件上、，取压孔轴线应尽可能与管道轴线垂直，与节流元件上、 下端面形成的夹角允许小于或等于下端面形成的夹角允许小于或等于33。一般钻孔的孔径在。一般钻孔的孔径在4 4 100100之间。这种方法常适用于管径大于之间。这种方法常适用于管径大于200mm200mm的流量的流量 测量。测量。 单独钻孔取压 (2)(2)法兰取压法兰取
15、压 在距节流元件前、后端面各在距节流元件前、后端面各1 1英英 寸寸(25.4(25.4) )的位置上钻孔取压的位置上钻孔取压 ，如右图所示。一般要求在法，如右图所示。一般要求在法 兰上钻孔取压，上、下游取压兰上钻孔取压，上、下游取压 孔直径孔直径d d相同，应满足相同，应满足 d0.08Dd0.08D，一般为，一般为6 61818。 取压孔轴线与孔板前后端面之取压孔轴线与孔板前后端面之 间的距离间的距离 x x 为（为（25.40.825.40.8） ，且应与管道中心线垂直，所，且应与管道中心线垂直，所 以法兰取压也叫做以法兰取压也叫做” ”1 1英寸法兰英寸法兰 取压取压” ”，此种取压方
16、式仅适用，此种取压方式仅适用 于孔板。于孔板。 法兰取压 (3)(3)径距取压径距取压(D-D/2(D-D/2取压取压) ) 在距节流元件前端面在距节流元件前端面D D 、后端面、后端面D/2D/2处的管道处的管道 上钻孔取压，其他要求上钻孔取压，其他要求 同法兰取压，可适用于同法兰取压，可适用于 孔板和喷嘴。孔板和喷嘴。ISAl932ISAl932 喷嘴的取压方式只有角喷嘴的取压方式只有角 接取压一种，长经喷嘴接取压一种，长经喷嘴 的取压方式仅的取压方式仅D-D/2D-D/2取取 压一种。压一种。 标准节流装置的管道使用条件标准节流装置的管道使用条件 标准节流装置的流量系数，都是在一定的条件下通过试验标准节流装置的流量系数，都是在一定的条件下通过试验 取得的，因此除对节流件，取得的，因此除
